流体駆動自転車
【課題】流体を用いて駆動力を伝える操舵兼駆動輪を備えた自転車の提供。
【解決手段】自転車２は、主フレーム４と、ドラム１１と、操舵軸２０と、駆動輪６と、流体駆動装置２８とを備えている。操舵軸２０は、主フレーム４に回転可能に支持されている。操舵軸２０は、ドラム１１に回転可能とされている。駆動輪６は、操舵軸２０に回転可能に支持されている。流体駆動装置２８は、流体ポンプ３０、往路３４、復路３６及び流体モータ３２を備えている。往路３４及び復路３６は、流体ポンプ３０と流体モータ３２とを接続している。往路３４及び復路３６は、ドラム１１の内部と操舵軸２０の内部とを通って形成されている。往路３４及び復路３６は、操舵軸２０とドラム１１との間にそれぞれスイベルジョイントを備えている。流体モータ３２は、駆動輪６を回転させている。
【解決手段】自転車２は、主フレーム４と、ドラム１１と、操舵軸２０と、駆動輪６と、流体駆動装置２８とを備えている。操舵軸２０は、主フレーム４に回転可能に支持されている。操舵軸２０は、ドラム１１に回転可能とされている。駆動輪６は、操舵軸２０に回転可能に支持されている。流体駆動装置２８は、流体ポンプ３０、往路３４、復路３６及び流体モータ３２を備えている。往路３４及び復路３６は、流体ポンプ３０と流体モータ３２とを接続している。往路３４及び復路３６は、ドラム１１の内部と操舵軸２０の内部とを通って形成されている。往路３４及び復路３６は、操舵軸２０とドラム１１との間にそれぞれスイベルジョイントを備えている。流体モータ３２は、駆動輪６を回転させている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体による駆動装置を備えた自転車に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は、従来の自転車１０２の駆動伝達機構の部分断面が示された側面図である。この自転車１０２が特開２００７−３０７９６３号公報に記載されている。この自転車１０２では、操舵輪である前輪１０４が駆動輪とされている。この駆動伝達機構では、クランクの回転により前輪１０４が駆動させられる。この自転車１０２は、主フレームの前方に位置するヘッドパイプ１０６を備えている。このヘッドパイプ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。この操舵軸１０８の下端には、前輪１０４と一体に回転する前輪軸１１０が支持されている。前輪軸１１０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１０８がきられ、その方向に前輪１０４の進行方向が変えられる。
【０００３】
この駆動伝達機構は、図示しないクランクが運転者により漕がれる。このクランクの駆動力は、チェーン１１２によりギア１１４に伝えられる。このギア１１４は、かさ歯車１１６と一体とされている。このギア１１４及びかさ歯車１１６は、ヘッドパイプ１０６に対して回転可能に支持されている。この駆動力は、ギア１１４と一体に回転するかさ歯車１１６から、かさ歯車１１８に伝えられる。このかさ歯車１１８は、かさ歯車１２０とパイプ１２２を介して一体とされている。かさ歯車１１８、かさ歯車１２０及びパイプ１２２は、操舵軸１０８の軸線を回転軸として回転可能とされている。かさ歯車１１８からかさ歯車１２０に伝えられた駆動力は、かさ歯車１２４に伝えられる。このかさ歯車１２４は、前輪１０４と一体に固定されている。かさ歯車１２４が回転することで、前輪１０４が回転させられる。
【０００４】
一般に、操舵輪兼駆動輪とされた駆動伝達機構は、複雑な機構に成り易い。操舵輪兼駆動輪とされた駆動伝達機構は、重量が大きく成り易い。この駆動伝達機構では、かさ歯車１１８、かさ歯車１２０及びパイプ１２２からなる縦回転体により、駆動力が前輪１０４に伝えられている。駆動伝達機構の構造は、シンプルな構造である。この自転車１０２は、この駆動伝達機構を用いることで軽量化されている。この自転車１０２は、操舵輪兼駆動輪を備えることで、小回りに適している。
【特許文献１】特開２００７−３０７９６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この駆動伝達機構では、クランクの回転がチェーン１１２を介して、ギア１１４に伝えられる。この駆動伝達機構では、チェーン１１２はクランクに取り付けられたギアとギア１１４とに架け渡されている。このチェーン１１２は、運転者の足元に配置される。このチェーン１１２の配置の自由度は、小さい。前輪を駆動輪とされた自転車１０２では、チェーン１１２が運転者の足元で駆動される。運転者がチェーン１１２などの駆動部に接触しないように、安全カバーなどが備えられている。この自転車１０２では、運転者の足元のスペースが狭くなる。
【０００６】
本発明の目的は、流体を用いて駆動力を伝える操舵兼駆動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】
【０００７】
本発明に係る自転車は、主フレームと、ドラムと、操舵軸と、駆動輪と、流体駆動装置とを備えている。この操舵軸は、主フレームに操舵軸を回転軸として回転可能に支持されている。この操舵軸は、ドラムに対して操舵軸を回転軸として回転可能とされている。この駆動輪は、操舵軸に駆動輪の軸線を回転軸として回転可能に支持されている。この流体駆動装置は、流体ポンプ、往路、復路及び流体モータを備えている。この往路は、流体ポンプと流体モータとを接続している。この往路は、ドラムの内部と操舵軸の内部とを通って形成されている。この復路は、流体モータと流体ポンプとを接続している。この復路は、ドラムの内部と操舵軸の内部とを通って形成されている。この往路及び復路は、操舵軸とドラムとの間にそれぞれスイベルジョイントを備えている。この流体モータは、駆動輪を回転させる。
【０００８】
好ましくは、この自転車では、上記往路は、流体ポンプとドラムとを接続する第一往路と、ドラムに形成された第二往路と、操舵軸に形成された第三往路と、操舵軸と流体モータとを接続する第四往路とを備えている。上記復路は、流体モータと操舵軸とを接続する第四復路と、操舵軸に形成された第三復路と、ドラムに形成された第二復路と、ドラムと流体ポンプとを接続する第一復路とを備えている。この第二往路と第三往路とはスイベルジョイントで接続されている。この第二復路と第三復路とは、スイベルジョイントで接続されている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る自転車では、操舵輪である駆動輪が流体により駆動される。この流体の駆動装置では、駆動力を伝える経路の配置の自由度が大きい。この自転車では、駆動力を伝えるための駆動装置が運転者の足元に露出されない。この自転車は、運転者が駆動装置の駆動部に接触する怖れがない。この自転車は、安全性に優れている。更に、この自転車では、操舵輪兼駆動輪を流体駆動しても、操舵の自由度を阻害しない。この自転車２は、流体の経路の耐久性に優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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。
【００１１】
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、前輪６と、後輪８と、操舵部１０と、ドラム１１と、駆動装置１２とを備えている。この自転車２では、前輪６が操舵輪兼駆動輪とされている。
【００１２】
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を挟んで左右側面に一対の後輪８が取り付けられている。これらの後輪８は、回転可能に取り付けられている。後輪８は、自転車２の主フレーム４の前後方向に転がるよう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。
【００１３】
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の回転軸に一致している。
【００１４】
図２は、図１の自転車２の操舵部１０の断面が示された側面図である。操舵軸２０の内部には二つ空間が形成されている。一方の空間は、操舵軸２０の軸線上に位置している。一方の空間は、操舵軸２０の軸線方向に延びている。他方の空間の操舵軸方向の断面は、一方の空間を囲むリング状にされている。他方の空間は、操舵軸２０の軸方向に延びている。この操舵軸２０に形成された空間は、操舵軸２０の軸線上の空間とそれを囲むリング状の空間である。
【００１５】
一対のホーク２２は、操舵軸２０の下方端から下方に延びている。一方のホーク２２は、操舵軸２０の右側に延びている。他方のホーク２２は、操舵軸２０の左側に延びている。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に支持されている。操舵軸２０は、そ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。
【００１６】
前輪６は、前輪軸２３を備えている。この前輪軸２３は、前輪６の軸線上に固定されている。この前輪軸２３は、一対のホーク２２に支持されている。この前輪軸２３は、回転可能に支持されている。これにより、前輪６は、一対のホーク２２に対して、回転可能とされている。
【００１７】
この自転車２では、ドラム１１は、円筒形状である。ドラム１１の軸線上には、操舵軸２０が通される軸孔が形成されている。ドラム１１の内部には、空間が形成されている。ドラム１１の軸孔には操舵軸２０が回転可能に通されている。この空間は、操舵軸２０が通されることで、二つの空間に分けられる。ドラム１１と操舵軸２０との間に配置されたＯリングにより、二つの空間は液密に仕切られている。図２では、ドラム２１の内部の空間は、操舵軸２０の軸方向上下に分かれている。ドラム１１は、操舵軸２０に対して回転可能に支持されている。ドラム１１は、ヘッドパイプ１６に一体に固定されていてもよい。
【００１８】
図１に示されるように、駆動装置１２は、一対のクランク２４、駆動歯車２６、流体駆動装置としての油圧装置２８を備えている。一方のクランク２４は、主フレーム４の右側に取り付けられている。他方のクランク２４は、主フレーム４の左側に取り付けられている。これらのクランク２４は、回転可能に取り付けられている。駆動歯車２６は、主フレーム４に対して回転可能に取り付けられている。一対のクランク２４の回転軸と駆動歯車２６との回転軸は、同軸である。駆動歯車２６はフリーホイールを備えている。この駆動歯車２６は、フリーホイールを介してクランク２４に取り付けられている。
【００１９】
図３は、図１の自転車２の油圧装置２８の油圧回路図である。この油圧装置２８は、流体ポンプとしての油圧ポンプ３０、流体モータとしての油圧モータ３２、往路３４、復路３６、迂回路３８及びマニホールド４０を備えている。往路３４は、油圧ポンプ３０と油圧モータ３２との間を連通している。復路３６は、油圧モータ３２と油圧ポンプ３０との間を連通している。往路３４は、その途中に分岐点４２を備えている。復路３６は、その途中に分岐点４４を備えている。迂回路３８は、分岐点４２と分岐点４４とを連通させている。往路３４、復路３６及び迂回路３８は、流体が通される流路である。
【００２０】
油圧ポンプ３０として、油圧歯車ポンプが例示される。具体的には外接式ギアポンプ、内接式ギアポンプ、ピストンポンプ、べーンポンプ及びトロコイドポンプが例示される。油圧モータ３２の構造は、基本的に油圧ポンプ３０と同じである。油圧ポンプ３０では、軸の回転が入力とされ油圧が出力とされている。油圧モータ３２では、油圧が入力とされ軸の回転が出力とされている。
【００２１】
図２に示されるように、往路３４は、第一往路４６、第二往路４８、第三往路５０、第四往路５２を備えている。第一往路４６は、流体ポンプ３０とドラム１１の第二往路４８とを連通している。第二往路４８は、ドラム１１の内部に形成された空間である。第二往路４８は、操舵軸２０の第三往路５０と連通している。第三往路５０は操舵軸２０の内部に形成された一方の空間である。第四往路５２は、操舵軸２０の第三往路５０と流体モータ３２を連通している。
【００２２】
図３に示されるように、この往路３４は、逆止弁５４、アキュームレータ５６及びスイベルジョイント５８を備えている。この逆止弁５４は、油圧ポンプ３０と分岐点４２との間の往路３４に位置している。この逆止弁５４は、油圧ポンプ３０側から油圧モータ３２側への油の流れを許容する。この逆止弁５４は、油圧モータ３２側から油圧ポンプ３０側への油の流れを阻止する。この逆止弁５４は、分岐点４２と油圧モータ３２との間の往路３４に位置してもよい。アキュームレータ５６は、油圧モータ３２と分岐点４２との間の往路３４に位置している。アキュームレータ５６は、分岐点４２と油圧ポンプ３０との間の往路３４に位置してもよい。
【００２３】
スイベルジョイント５８は、操舵軸２０とドラム１１との間に形成されている。スイベルジョイント５８は、流体圧下でも回転可能な管継手である。スイベルジョイント５８は、操舵軸２０とドラム１１との間に形成されている。この自転車２では、互いに摺動する操舵軸２０とドラム１１との間にはシールとしてＯリングが装着されている。このＯリングにより第二往路４８と第三往路５０との間は液密に接続されている。
【００２４】
図２に示されるように、復路３４は、第一復路６０、第二復路６２、第三復路６４、第四復路６６を備えている。第一復路６０は、流体ポンプ３０とドラム１１の第二復路６２とを連通している。第二復路６２は、ドラム１１の内部に形成された空間である。第二復路６２は、操舵軸２０の第三復路６４と連通している。第三復路６４は、操舵軸２０の内部に形成された他方の空間である。第四往路６６は、操舵軸２０の第三復路６４と予備タンク７０とを連通している。
【００２５】
図３に示されるように、復路３６は、パイロット圧で開閉する開閉弁としてのカウンターバランスバルブ６８、予備タンク７０及びスイベルジョイント７２を備えている。予備タンク７０は、分岐点４４と油圧ポンプ３０との間の復路３６に位置している。予備タンク７０は、復路３６の終点に位置している。予備タンク７０は、油圧ポンプ３０と連通している。この予備タンク７０は、フィルター７４を備えている。
【００２６】
カウンターバランスバルブ６８は、分岐点４４と予備タンク７０との間の復路３６に位置している。このカウンターバランスバルブ６８は、往路３４の流体圧が復路３６の流体圧より大きいときには復路３６を連通させる。このカウンターバランスバルブ６８は、往路３４の流体圧が復路３６の流体圧以下のときには復路３６を遮断する。このカウンターバランスバルブ６８は、往路３４の流体圧により復路３６を開閉している。このカウンターバランスバルブ６８は、往路３４の流体圧をパイロット圧としている。この開閉弁として例えばパイロットチェック弁を用いても良い。
【００２７】
スイベルジョイント７２は、操舵軸２０とドラム１１との間に形成されている。スイベルジョイント７２は、流体圧下でも回転可能な管継手である。スイベルジョイント７２は、操舵軸２０とドラム１１との間に形成されている。この自転車２では、互いに摺動する操舵軸２０とドラム１１との間にはシールとしてＯリングが装着されている。このＯリングにより第二復路６２と第三復路６４との間は液密に接続されている。
【００２８】
迂回路３８は、流量調整弁７６及び逆止弁７８を備えている。流量調整弁７６は、逆止弁７８と分岐点４４との間の迂回路３８に位置する。流量調整弁７６は、迂回路３８を流れる油の量を調節する。この流量調整弁７６としては、絞り弁が例示できる。絞り弁は、つまみの操作で流路の開口断面積を変更できる。この絞り弁は簡単な構造で安価である。逆止弁７８は、分岐点４２と流量調整弁７６との間の迂回路３８に位置する。逆止弁７８は、分岐点４４側から分岐点４２側への油の流れを許容する。この逆止弁７８は、分岐点４２側から分岐点４４側への油の流れを阻止する。
【００２９】
この自転車２の油圧装置２８では、マニホールド４０を備えている。このマニホールド４０は金属製のブロックである。このマニホールド４０の材質としては、アルミニウム合金が例示される。このマニホールド４０の内部には、往路３４の一部、復路３６の一部、迂回路３８、分岐点４２及び分岐点４４が形成されている。このマニホールド４０には、逆止弁５４、アキュームレータ５６、カウンターバランスバルブ５０、流量調整弁７６、逆止弁７８が取り付けられている。この逆止弁５４、アキュームレータ５６、カウンターバランスバルブ５０、流量調整弁７６、逆止弁７８及びマニホールド４０は、バルブユニットを構成している。
【００３０】
図１に示されるように、油圧ポンプ３０は、歯車８０及び軸８２を備えている。この歯車８０は、駆動歯車２６と噛み合っている。この歯車８０は、軸８２の一端に固定されている。この歯車８０及び軸８２は、軸８２を回転軸として回転可能に油圧ポンプ３０に支持されている。油圧ポンプ３０は、この軸８２の回転により駆動させられる。
【００３１】
図２に示されるように、油圧モータ３２の回転軸は、前輪軸２３に接続されている。この油圧モータ３２の回転軸の回転は、前輪軸２３に伝えられるように構成されている。この自転車２では、油圧モータ３２の回転軸と前輪軸２３とが連結されている。油圧モータ３２の回転軸と前輪６の回転軸とは、動力伝達機構を介して回転を伝達してもよい。動力伝達機構としては、歯車、チェーン及びベルトが例示できる。
【００３２】
図１の自転車２では、一対のクランク２４が運転者により漕がれ、クランク２４が回転する。クランク２４の回転により、駆動歯車２６が回転する。駆動歯車２６の回転は、油圧ポンプ３０の歯車８０に伝えられる。この自転車２では、駆動歯車２６は、フリーホイールを備えている。このフリーホイールのラチェット機構により、クランク２４の回転は、一方の回転向きのみが駆動歯車２６に伝えられる。他方の回転向きの回転は、フリーホイールと駆動歯車２６との間で空回りして伝えられない。
【００３３】
クランク２４の一方の回転向きの回転により、駆動歯車２６が回転する。駆動歯車２６の回転は、歯車８０に伝えられる。歯車８０の回転により、軸８２が回転する。軸８２の回転により、油圧ポンプ３０が駆動される。この油圧ポンプ３０は、予備タンク７０から油を吸い上げる。この予備タンク７０では、フィルター７４を通された油が油圧ポンプ３０に送られる。この油圧ポンプ３０により、往路３４を通って油圧モータ３２に油が流れる。往路３４では、逆止弁５４により油の逆流が阻止されている。逆止弁７８により、油が分岐点４２から分岐点４４へ流れることが阻止されている。この油の油圧により、油圧モータ３２が回転する。
【００３４】
この油は、油圧モータ３２から復路３６を通って予備タンク７０へ流れる。復路３６の油圧は、往路３４の油圧より低い。この圧力差により、迂回路３８は、逆止弁７８により遮断される。この圧力差により、カウンターバランスバルブ５０は、復路３６を連通させている。油は、予備タンク７０、油圧ポンプ３０、往路３４、油圧モータ３２、復路３６の順に経由して予備タンク７０に戻されている。この自転車２では、流体として油が用いられているが、流体は油に限られない。流体ポンプにより流体圧を発生させられ、この流体圧で流体モータを駆動させられる流体であればよい。
【００３５】
この油圧モータ３２の回転により、前輪６が回転させられる。この往路３４は、アキュームレータ５６を備えている。このアキュームレータ５６は、往路３４の油圧の急激な上昇を抑制する。これにより、油圧モータ３２は、滑らかに駆動させられる。これにより、駆動輪である前輪６が、滑らかに回転し始める。
【００３６】
第一往路４６又は第四往路５２のいずれか又は両方は、弾性変形可能な柔軟な管で構成されてもよい。この管は、油圧の急激な変動を管自身が膨張変形して緩和する。この管を用いた往路３４では、アキュームレータ５６を備えなくても、前輪６が滑らかに回転し始める。弾性変形可能な柔軟な管としては、ゴム管が例示される。
【００３７】
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。
【００３８】
往路３４及び復路３６は、それぞれスイベルジョイント５８、７２を備えている。これにより、操舵軸２０とドラム１１との間の回転摺動中も、流体が液密に往路３４及び復路３６を流れる。この駆動装置１２は、簡単な構造で、操舵軸兼駆動輪の操舵軸２０の回転を可能としている。この自転車２では、操舵軸２０は流体の流路による制約を受けることなくヘッドパイプ１６に対して回転可能とされている。この自転車２では、スイベルジョイント５８、７２により、操舵軸２０が回転しても流路の管に与える負荷は小さい。
【００３９】
この油圧装置２８の往路３４は、逆止弁５４を備えている。これにより、油圧モータ３２側から油圧ポンプ３０側への油の逆流が抑制されている。迂回路３８は、逆止弁７８を備えている。これにより、分岐点４２から分岐点４４への油の逆流が抑制されている。この自転車２では、油圧モータ３２の逆回転が抑制されている。この自転車２では、上り坂の途中で止めても自転車２が後退することが抑制されている。
【００４０】
この油圧装置２８は、迂回路３８とカウンターバランスバルブ５０とを備えている。カウンターバランスバルブ５０は、往路３４の油圧が復路３６の油圧以下のときには復路３６を遮断する。これにより、油は、分岐点４２、往路３４、油圧モータ３２、復路３６、分岐点４４及び迂回路３８を循環する。この自転車２では、下り坂を下るときに、油圧ポンプ３０が油圧モータ３２側からの油圧を受けない。この自転車２は、クランク２４を静止させた状態で坂道を下ることができる。
【００４１】
この油圧装置２８は、流量調整弁７６を備えている。これにより、迂回路３８を流れる油の量が調節される。これにより、この自転車２は、下り坂での走行速度を抑制することができる。この流量調整弁７６は、つまみをまわすことで、油の流量が調整可能である。この流量調整弁７６を備えた自転車２は、下り坂での走行速度を調整することができる。
この自転車２は、流量調整弁７６により予め油の流量を調整しておくことで、下り坂を遅い速度で安全に下ることができる。
【００４２】
この自転車２の駆動装置１２は、油圧で駆動される。この自転車２は、チェーンを備えていない。この自転車２は、駆動を伝える往路３４、復路３６の配置の自由度が大きい。この自転車２では、マニホールド４０により、油圧機器がコンパクトにまとめられている。この自転車２では、運転者の足元のスペースを広く確保することができる。この自転車２では、運転者の足元に可動部が露出しない。この自転車２は、運転者の安全性がより高く確保されている。この自転車２の駆動装置１２は、身障者及び高齢者のための車椅子に好適である。
【００４３】
この駆動歯車２６のフリーホイールは、クランク２４の一方の回転向きの回転のみ伝える。クランク２４の他方の回転向きの回転はフリーホイールにより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２４を静止させることができる。クランク２４を静止させた惰性走行の自転車２では、油は迂回路３８を通って循環させられる。流量調整弁７６が、油の流れに対して抵抗として働く。この自転車２は、短い距離で緩やかに停止させることができる。この自転車２は、安全に停止できる。
【００４４】
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。
【００４５】
図４に示された自転車１０２の駆動伝達機構では、かさ歯車１１８、かさ歯車１２０及びパイプ１２２は操舵軸１０８の軸線を回転軸として回転する。操舵軸１０８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１０２では、かさ歯車１１８、かさ歯車１２０及びパイプ１２２が回転することにより、操舵軸１０８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１０８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、クランクを漕ぎ出すとハンドルが、かさ歯車１１８、かさ歯車１２０及びパイプ１２２の回転方向に取られる現象が生じやすい。
【００４６】
自転車２では、油圧モータ３２により前輪６が駆動される。この自転車２では、操舵軸２０を回転させる駆動力が発生しない。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を回転させる力が発生しない。この自転車２では、駆動力によりハンドル１８がとられない。この自転車２は、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。
【００４７】
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。この自転車２では、第一往路４６、第四往路５２、第一復路６０及び第四復路６６は固定できる。第一往路４６、第四往路５２、第一復路６０及び第四復路６６は、金属製の配管を用いてもよい。金属製の配管を用いることで、管の耐久性が向上する。金属製の配管が用いられても、この自転車では、アキュームレータ５６により駆動輪が滑らかに回転し始める。
【００４８】
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、更にこの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、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。
【００４９】
図１の自転車２は、クランク２４により駆動する。このクランク２４は、足で回転させられる。このクランク２４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油圧ポンプ３０がモータにより駆動されてもよい。
【００５０】
この実施形態で示されるように、本発明に係る自転車２では、図３の駆動伝達機構を備えた自転車１０２に比べ、駆動装置１２の配置の自由度が大きい。運転者の安全性もより高まる。このように、駆動装置１２の配置の自由度が高く、安全性に優れることから、車椅子の駆動装置にも好適である。この自転車２は、流体駆動される駆動輪兼操舵輪を備えた自転車に好適である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、車椅子を含む自転車に適用されうる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【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の自転車の操舵部の断面が示された側面図である。
【図３】図３は、図１の自転車の油圧装置の油圧回路図である。
【図４】図４は、従来の自転車の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】
【００５３】
２・・・自転車
４・・・主フレーム
６・・・前輪
８・・・後輪
１０・・・操舵部
１１・・・ドラム
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
２３・・・前輪軸
２４・・・クランク
２６・・・駆動歯車
２８・・・油圧装置
３０・・・油圧ポンプ
３２・・・油圧モータ
３４・・・往路
３６・・・復路
３８・・・迂回路
４０・・・マニホールド
４２・・・分岐点
４４・・・分岐点
４６・・・第一往路
４８・・・第二往路
５０・・・第三往路
５２・・・第四往路
５４・・・逆止弁
５６・・・アキュームレータ
５８・・・スイベルジョイント
６０・・・第一復路
６２・・・第二復路
６４・・・第三復路
６６・・・第四復路
６８・・・カウンターバランスバルブ
７０・・・予備タンク
７２・・・スイベルジョイント
７４・・・フィルター
７６・・・流量調整弁
７８・・・逆止弁
８０・・・歯車
８２・・・軸
１０２・・・自転車
１０４・・・前輪
１０６・・・ヘッドパイプ
１０８・・・操舵軸
１１０・・・前輪軸
１１２・・・チェーン
１１４・・・ギア
１１６、１１８、１２０、１２４・・・かさ歯車
１２２・・・パイプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体による駆動装置を備えた自転車に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は、従来の自転車１０２の駆動伝達機構の部分断面が示された側面図である。この自転車１０２が特開２００７−３０７９６３号公報に記載されている。この自転車１０２では、操舵輪である前輪１０４が駆動輪とされている。この駆動伝達機構では、クランクの回転により前輪１０４が駆動させられる。この自転車１０２は、主フレームの前方に位置するヘッドパイプ１０６を備えている。このヘッドパイプ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。この操舵軸１０８の下端には、前輪１０４と一体に回転する前輪軸１１０が支持されている。前輪軸１１０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１０８がきられ、その方向に前輪１０４の進行方向が変えられる。
【０００３】
この駆動伝達機構は、図示しないクランクが運転者により漕がれる。このクランクの駆動力は、チェーン１１２によりギア１１４に伝えられる。このギア１１４は、かさ歯車１１６と一体とされている。このギア１１４及びかさ歯車１１６は、ヘッドパイプ１０６に対して回転可能に支持されている。この駆動力は、ギア１１４と一体に回転するかさ歯車１１６から、かさ歯車１１８に伝えられる。このかさ歯車１１８は、かさ歯車１２０とパイプ１２２を介して一体とされている。かさ歯車１１８、かさ歯車１２０及びパイプ１２２は、操舵軸１０８の軸線を回転軸として回転可能とされている。かさ歯車１１８からかさ歯車１２０に伝えられた駆動力は、かさ歯車１２４に伝えられる。このかさ歯車１２４は、前輪１０４と一体に固定されている。かさ歯車１２４が回転することで、前輪１０４が回転させられる。
【０００４】
一般に、操舵輪兼駆動輪とされた駆動伝達機構は、複雑な機構に成り易い。操舵輪兼駆動輪とされた駆動伝達機構は、重量が大きく成り易い。この駆動伝達機構では、かさ歯車１１８、かさ歯車１２０及びパイプ１２２からなる縦回転体により、駆動力が前輪１０４に伝えられている。駆動伝達機構の構造は、シンプルな構造である。この自転車１０２は、この駆動伝達機構を用いることで軽量化されている。この自転車１０２は、操舵輪兼駆動輪を備えることで、小回りに適している。
【特許文献１】特開２００７−３０７９６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この駆動伝達機構では、クランクの回転がチェーン１１２を介して、ギア１１４に伝えられる。この駆動伝達機構では、チェーン１１２はクランクに取り付けられたギアとギア１１４とに架け渡されている。このチェーン１１２は、運転者の足元に配置される。このチェーン１１２の配置の自由度は、小さい。前輪を駆動輪とされた自転車１０２では、チェーン１１２が運転者の足元で駆動される。運転者がチェーン１１２などの駆動部に接触しないように、安全カバーなどが備えられている。この自転車１０２では、運転者の足元のスペースが狭くなる。
【０００６】
本発明の目的は、流体を用いて駆動力を伝える操舵兼駆動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】
【０００７】
本発明に係る自転車は、主フレームと、ドラムと、操舵軸と、駆動輪と、流体駆動装置とを備えている。この操舵軸は、主フレームに操舵軸を回転軸として回転可能に支持されている。この操舵軸は、ドラムに対して操舵軸を回転軸として回転可能とされている。この駆動輪は、操舵軸に駆動輪の軸線を回転軸として回転可能に支持されている。この流体駆動装置は、流体ポンプ、往路、復路及び流体モータを備えている。この往路は、流体ポンプと流体モータとを接続している。この往路は、ドラムの内部と操舵軸の内部とを通って形成されている。この復路は、流体モータと流体ポンプとを接続している。この復路は、ドラムの内部と操舵軸の内部とを通って形成されている。この往路及び復路は、操舵軸とドラムとの間にそれぞれスイベルジョイントを備えている。この流体モータは、駆動輪を回転させる。
【０００８】
好ましくは、この自転車では、上記往路は、流体ポンプとドラムとを接続する第一往路と、ドラムに形成された第二往路と、操舵軸に形成された第三往路と、操舵軸と流体モータとを接続する第四往路とを備えている。上記復路は、流体モータと操舵軸とを接続する第四復路と、操舵軸に形成された第三復路と、ドラムに形成された第二復路と、ドラムと流体ポンプとを接続する第一復路とを備えている。この第二往路と第三往路とはスイベルジョイントで接続されている。この第二復路と第三復路とは、スイベルジョイントで接続されている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る自転車では、操舵輪である駆動輪が流体により駆動される。この流体の駆動装置では、駆動力を伝える経路の配置の自由度が大きい。この自転車では、駆動力を伝えるための駆動装置が運転者の足元に露出されない。この自転車は、運転者が駆動装置の駆動部に接触する怖れがない。この自転車は、安全性に優れている。更に、この自転車では、操舵輪兼駆動輪を流体駆動しても、操舵の自由度を阻害しない。この自転車２は、流体の経路の耐久性に優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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。
【００１１】
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、前輪６と、後輪８と、操舵部１０と、ドラム１１と、駆動装置１２とを備えている。この自転車２では、前輪６が操舵輪兼駆動輪とされている。
【００１２】
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を挟んで左右側面に一対の後輪８が取り付けられている。これらの後輪８は、回転可能に取り付けられている。後輪８は、自転車２の主フレーム４の前後方向に転がるよう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。
【００１３】
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の回転軸に一致している。
【００１４】
図２は、図１の自転車２の操舵部１０の断面が示された側面図である。操舵軸２０の内部には二つ空間が形成されている。一方の空間は、操舵軸２０の軸線上に位置している。一方の空間は、操舵軸２０の軸線方向に延びている。他方の空間の操舵軸方向の断面は、一方の空間を囲むリング状にされている。他方の空間は、操舵軸２０の軸方向に延びている。この操舵軸２０に形成された空間は、操舵軸２０の軸線上の空間とそれを囲むリング状の空間である。
【００１５】
一対のホーク２２は、操舵軸２０の下方端から下方に延びている。一方のホーク２２は、操舵軸２０の右側に延びている。他方のホーク２２は、操舵軸２０の左側に延びている。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に支持されている。操舵軸２０は、そ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。
【００１６】
前輪６は、前輪軸２３を備えている。この前輪軸２３は、前輪６の軸線上に固定されている。この前輪軸２３は、一対のホーク２２に支持されている。この前輪軸２３は、回転可能に支持されている。これにより、前輪６は、一対のホーク２２に対して、回転可能とされている。
【００１７】
この自転車２では、ドラム１１は、円筒形状である。ドラム１１の軸線上には、操舵軸２０が通される軸孔が形成されている。ドラム１１の内部には、空間が形成されている。ドラム１１の軸孔には操舵軸２０が回転可能に通されている。この空間は、操舵軸２０が通されることで、二つの空間に分けられる。ドラム１１と操舵軸２０との間に配置されたＯリングにより、二つの空間は液密に仕切られている。図２では、ドラム２１の内部の空間は、操舵軸２０の軸方向上下に分かれている。ドラム１１は、操舵軸２０に対して回転可能に支持されている。ドラム１１は、ヘッドパイプ１６に一体に固定されていてもよい。
【００１８】
図１に示されるように、駆動装置１２は、一対のクランク２４、駆動歯車２６、流体駆動装置としての油圧装置２８を備えている。一方のクランク２４は、主フレーム４の右側に取り付けられている。他方のクランク２４は、主フレーム４の左側に取り付けられている。これらのクランク２４は、回転可能に取り付けられている。駆動歯車２６は、主フレーム４に対して回転可能に取り付けられている。一対のクランク２４の回転軸と駆動歯車２６との回転軸は、同軸である。駆動歯車２６はフリーホイールを備えている。この駆動歯車２６は、フリーホイールを介してクランク２４に取り付けられている。
【００１９】
図３は、図１の自転車２の油圧装置２８の油圧回路図である。この油圧装置２８は、流体ポンプとしての油圧ポンプ３０、流体モータとしての油圧モータ３２、往路３４、復路３６、迂回路３８及びマニホールド４０を備えている。往路３４は、油圧ポンプ３０と油圧モータ３２との間を連通している。復路３６は、油圧モータ３２と油圧ポンプ３０との間を連通している。往路３４は、その途中に分岐点４２を備えている。復路３６は、その途中に分岐点４４を備えている。迂回路３８は、分岐点４２と分岐点４４とを連通させている。往路３４、復路３６及び迂回路３８は、流体が通される流路である。
【００２０】
油圧ポンプ３０として、油圧歯車ポンプが例示される。具体的には外接式ギアポンプ、内接式ギアポンプ、ピストンポンプ、べーンポンプ及びトロコイドポンプが例示される。油圧モータ３２の構造は、基本的に油圧ポンプ３０と同じである。油圧ポンプ３０では、軸の回転が入力とされ油圧が出力とされている。油圧モータ３２では、油圧が入力とされ軸の回転が出力とされている。
【００２１】
図２に示されるように、往路３４は、第一往路４６、第二往路４８、第三往路５０、第四往路５２を備えている。第一往路４６は、流体ポンプ３０とドラム１１の第二往路４８とを連通している。第二往路４８は、ドラム１１の内部に形成された空間である。第二往路４８は、操舵軸２０の第三往路５０と連通している。第三往路５０は操舵軸２０の内部に形成された一方の空間である。第四往路５２は、操舵軸２０の第三往路５０と流体モータ３２を連通している。
【００２２】
図３に示されるように、この往路３４は、逆止弁５４、アキュームレータ５６及びスイベルジョイント５８を備えている。この逆止弁５４は、油圧ポンプ３０と分岐点４２との間の往路３４に位置している。この逆止弁５４は、油圧ポンプ３０側から油圧モータ３２側への油の流れを許容する。この逆止弁５４は、油圧モータ３２側から油圧ポンプ３０側への油の流れを阻止する。この逆止弁５４は、分岐点４２と油圧モータ３２との間の往路３４に位置してもよい。アキュームレータ５６は、油圧モータ３２と分岐点４２との間の往路３４に位置している。アキュームレータ５６は、分岐点４２と油圧ポンプ３０との間の往路３４に位置してもよい。
【００２３】
スイベルジョイント５８は、操舵軸２０とドラム１１との間に形成されている。スイベルジョイント５８は、流体圧下でも回転可能な管継手である。スイベルジョイント５８は、操舵軸２０とドラム１１との間に形成されている。この自転車２では、互いに摺動する操舵軸２０とドラム１１との間にはシールとしてＯリングが装着されている。このＯリングにより第二往路４８と第三往路５０との間は液密に接続されている。
【００２４】
図２に示されるように、復路３４は、第一復路６０、第二復路６２、第三復路６４、第四復路６６を備えている。第一復路６０は、流体ポンプ３０とドラム１１の第二復路６２とを連通している。第二復路６２は、ドラム１１の内部に形成された空間である。第二復路６２は、操舵軸２０の第三復路６４と連通している。第三復路６４は、操舵軸２０の内部に形成された他方の空間である。第四往路６６は、操舵軸２０の第三復路６４と予備タンク７０とを連通している。
【００２５】
図３に示されるように、復路３６は、パイロット圧で開閉する開閉弁としてのカウンターバランスバルブ６８、予備タンク７０及びスイベルジョイント７２を備えている。予備タンク７０は、分岐点４４と油圧ポンプ３０との間の復路３６に位置している。予備タンク７０は、復路３６の終点に位置している。予備タンク７０は、油圧ポンプ３０と連通している。この予備タンク７０は、フィルター７４を備えている。
【００２６】
カウンターバランスバルブ６８は、分岐点４４と予備タンク７０との間の復路３６に位置している。このカウンターバランスバルブ６８は、往路３４の流体圧が復路３６の流体圧より大きいときには復路３６を連通させる。このカウンターバランスバルブ６８は、往路３４の流体圧が復路３６の流体圧以下のときには復路３６を遮断する。このカウンターバランスバルブ６８は、往路３４の流体圧により復路３６を開閉している。このカウンターバランスバルブ６８は、往路３４の流体圧をパイロット圧としている。この開閉弁として例えばパイロットチェック弁を用いても良い。
【００２７】
スイベルジョイント７２は、操舵軸２０とドラム１１との間に形成されている。スイベルジョイント７２は、流体圧下でも回転可能な管継手である。スイベルジョイント７２は、操舵軸２０とドラム１１との間に形成されている。この自転車２では、互いに摺動する操舵軸２０とドラム１１との間にはシールとしてＯリングが装着されている。このＯリングにより第二復路６２と第三復路６４との間は液密に接続されている。
【００２８】
迂回路３８は、流量調整弁７６及び逆止弁７８を備えている。流量調整弁７６は、逆止弁７８と分岐点４４との間の迂回路３８に位置する。流量調整弁７６は、迂回路３８を流れる油の量を調節する。この流量調整弁７６としては、絞り弁が例示できる。絞り弁は、つまみの操作で流路の開口断面積を変更できる。この絞り弁は簡単な構造で安価である。逆止弁７８は、分岐点４２と流量調整弁７６との間の迂回路３８に位置する。逆止弁７８は、分岐点４４側から分岐点４２側への油の流れを許容する。この逆止弁７８は、分岐点４２側から分岐点４４側への油の流れを阻止する。
【００２９】
この自転車２の油圧装置２８では、マニホールド４０を備えている。このマニホールド４０は金属製のブロックである。このマニホールド４０の材質としては、アルミニウム合金が例示される。このマニホールド４０の内部には、往路３４の一部、復路３６の一部、迂回路３８、分岐点４２及び分岐点４４が形成されている。このマニホールド４０には、逆止弁５４、アキュームレータ５６、カウンターバランスバルブ５０、流量調整弁７６、逆止弁７８が取り付けられている。この逆止弁５４、アキュームレータ５６、カウンターバランスバルブ５０、流量調整弁７６、逆止弁７８及びマニホールド４０は、バルブユニットを構成している。
【００３０】
図１に示されるように、油圧ポンプ３０は、歯車８０及び軸８２を備えている。この歯車８０は、駆動歯車２６と噛み合っている。この歯車８０は、軸８２の一端に固定されている。この歯車８０及び軸８２は、軸８２を回転軸として回転可能に油圧ポンプ３０に支持されている。油圧ポンプ３０は、この軸８２の回転により駆動させられる。
【００３１】
図２に示されるように、油圧モータ３２の回転軸は、前輪軸２３に接続されている。この油圧モータ３２の回転軸の回転は、前輪軸２３に伝えられるように構成されている。この自転車２では、油圧モータ３２の回転軸と前輪軸２３とが連結されている。油圧モータ３２の回転軸と前輪６の回転軸とは、動力伝達機構を介して回転を伝達してもよい。動力伝達機構としては、歯車、チェーン及びベルトが例示できる。
【００３２】
図１の自転車２では、一対のクランク２４が運転者により漕がれ、クランク２４が回転する。クランク２４の回転により、駆動歯車２６が回転する。駆動歯車２６の回転は、油圧ポンプ３０の歯車８０に伝えられる。この自転車２では、駆動歯車２６は、フリーホイールを備えている。このフリーホイールのラチェット機構により、クランク２４の回転は、一方の回転向きのみが駆動歯車２６に伝えられる。他方の回転向きの回転は、フリーホイールと駆動歯車２６との間で空回りして伝えられない。
【００３３】
クランク２４の一方の回転向きの回転により、駆動歯車２６が回転する。駆動歯車２６の回転は、歯車８０に伝えられる。歯車８０の回転により、軸８２が回転する。軸８２の回転により、油圧ポンプ３０が駆動される。この油圧ポンプ３０は、予備タンク７０から油を吸い上げる。この予備タンク７０では、フィルター７４を通された油が油圧ポンプ３０に送られる。この油圧ポンプ３０により、往路３４を通って油圧モータ３２に油が流れる。往路３４では、逆止弁５４により油の逆流が阻止されている。逆止弁７８により、油が分岐点４２から分岐点４４へ流れることが阻止されている。この油の油圧により、油圧モータ３２が回転する。
【００３４】
この油は、油圧モータ３２から復路３６を通って予備タンク７０へ流れる。復路３６の油圧は、往路３４の油圧より低い。この圧力差により、迂回路３８は、逆止弁７８により遮断される。この圧力差により、カウンターバランスバルブ５０は、復路３６を連通させている。油は、予備タンク７０、油圧ポンプ３０、往路３４、油圧モータ３２、復路３６の順に経由して予備タンク７０に戻されている。この自転車２では、流体として油が用いられているが、流体は油に限られない。流体ポンプにより流体圧を発生させられ、この流体圧で流体モータを駆動させられる流体であればよい。
【００３５】
この油圧モータ３２の回転により、前輪６が回転させられる。この往路３４は、アキュームレータ５６を備えている。このアキュームレータ５６は、往路３４の油圧の急激な上昇を抑制する。これにより、油圧モータ３２は、滑らかに駆動させられる。これにより、駆動輪である前輪６が、滑らかに回転し始める。
【００３６】
第一往路４６又は第四往路５２のいずれか又は両方は、弾性変形可能な柔軟な管で構成されてもよい。この管は、油圧の急激な変動を管自身が膨張変形して緩和する。この管を用いた往路３４では、アキュームレータ５６を備えなくても、前輪６が滑らかに回転し始める。弾性変形可能な柔軟な管としては、ゴム管が例示される。
【００３７】
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。
【００３８】
往路３４及び復路３６は、それぞれスイベルジョイント５８、７２を備えている。これにより、操舵軸２０とドラム１１との間の回転摺動中も、流体が液密に往路３４及び復路３６を流れる。この駆動装置１２は、簡単な構造で、操舵軸兼駆動輪の操舵軸２０の回転を可能としている。この自転車２では、操舵軸２０は流体の流路による制約を受けることなくヘッドパイプ１６に対して回転可能とされている。この自転車２では、スイベルジョイント５８、７２により、操舵軸２０が回転しても流路の管に与える負荷は小さい。
【００３９】
この油圧装置２８の往路３４は、逆止弁５４を備えている。これにより、油圧モータ３２側から油圧ポンプ３０側への油の逆流が抑制されている。迂回路３８は、逆止弁７８を備えている。これにより、分岐点４２から分岐点４４への油の逆流が抑制されている。この自転車２では、油圧モータ３２の逆回転が抑制されている。この自転車２では、上り坂の途中で止めても自転車２が後退することが抑制されている。
【００４０】
この油圧装置２８は、迂回路３８とカウンターバランスバルブ５０とを備えている。カウンターバランスバルブ５０は、往路３４の油圧が復路３６の油圧以下のときには復路３６を遮断する。これにより、油は、分岐点４２、往路３４、油圧モータ３２、復路３６、分岐点４４及び迂回路３８を循環する。この自転車２では、下り坂を下るときに、油圧ポンプ３０が油圧モータ３２側からの油圧を受けない。この自転車２は、クランク２４を静止させた状態で坂道を下ることができる。
【００４１】
この油圧装置２８は、流量調整弁７６を備えている。これにより、迂回路３８を流れる油の量が調節される。これにより、この自転車２は、下り坂での走行速度を抑制することができる。この流量調整弁７６は、つまみをまわすことで、油の流量が調整可能である。この流量調整弁７６を備えた自転車２は、下り坂での走行速度を調整することができる。
この自転車２は、流量調整弁７６により予め油の流量を調整しておくことで、下り坂を遅い速度で安全に下ることができる。
【００４２】
この自転車２の駆動装置１２は、油圧で駆動される。この自転車２は、チェーンを備えていない。この自転車２は、駆動を伝える往路３４、復路３６の配置の自由度が大きい。この自転車２では、マニホールド４０により、油圧機器がコンパクトにまとめられている。この自転車２では、運転者の足元のスペースを広く確保することができる。この自転車２では、運転者の足元に可動部が露出しない。この自転車２は、運転者の安全性がより高く確保されている。この自転車２の駆動装置１２は、身障者及び高齢者のための車椅子に好適である。
【００４３】
この駆動歯車２６のフリーホイールは、クランク２４の一方の回転向きの回転のみ伝える。クランク２４の他方の回転向きの回転はフリーホイールにより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２４を静止させることができる。クランク２４を静止させた惰性走行の自転車２では、油は迂回路３８を通って循環させられる。流量調整弁７６が、油の流れに対して抵抗として働く。この自転車２は、短い距離で緩やかに停止させることができる。この自転車２は、安全に停止できる。
【００４４】
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。
【００４５】
図４に示された自転車１０２の駆動伝達機構では、かさ歯車１１８、かさ歯車１２０及びパイプ１２２は操舵軸１０８の軸線を回転軸として回転する。操舵軸１０８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１０２では、かさ歯車１１８、かさ歯車１２０及びパイプ１２２が回転することにより、操舵軸１０８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１０８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、クランクを漕ぎ出すとハンドルが、かさ歯車１１８、かさ歯車１２０及びパイプ１２２の回転方向に取られる現象が生じやすい。
【００４６】
自転車２では、油圧モータ３２により前輪６が駆動される。この自転車２では、操舵軸２０を回転させる駆動力が発生しない。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を回転させる力が発生しない。この自転車２では、駆動力によりハンドル１８がとられない。この自転車２は、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。
【００４７】
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。この自転車２では、第一往路４６、第四往路５２、第一復路６０及び第四復路６６は固定できる。第一往路４６、第四往路５２、第一復路６０及び第四復路６６は、金属製の配管を用いてもよい。金属製の配管を用いることで、管の耐久性が向上する。金属製の配管が用いられても、この自転車では、アキュームレータ５６により駆動輪が滑らかに回転し始める。
【００４８】
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、更にこの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、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。
【００４９】
図１の自転車２は、クランク２４により駆動する。このクランク２４は、足で回転させられる。このクランク２４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油圧ポンプ３０がモータにより駆動されてもよい。
【００５０】
この実施形態で示されるように、本発明に係る自転車２では、図３の駆動伝達機構を備えた自転車１０２に比べ、駆動装置１２の配置の自由度が大きい。運転者の安全性もより高まる。このように、駆動装置１２の配置の自由度が高く、安全性に優れることから、車椅子の駆動装置にも好適である。この自転車２は、流体駆動される駆動輪兼操舵輪を備えた自転車に好適である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、車椅子を含む自転車に適用されうる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【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の自転車の操舵部の断面が示された側面図である。
【図３】図３は、図１の自転車の油圧装置の油圧回路図である。
【図４】図４は、従来の自転車の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】
【００５３】
２・・・自転車
４・・・主フレーム
６・・・前輪
８・・・後輪
１０・・・操舵部
１１・・・ドラム
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
２３・・・前輪軸
２４・・・クランク
２６・・・駆動歯車
２８・・・油圧装置
３０・・・油圧ポンプ
３２・・・油圧モータ
３４・・・往路
３６・・・復路
３８・・・迂回路
４０・・・マニホールド
４２・・・分岐点
４４・・・分岐点
４６・・・第一往路
４８・・・第二往路
５０・・・第三往路
５２・・・第四往路
５４・・・逆止弁
５６・・・アキュームレータ
５８・・・スイベルジョイント
６０・・・第一復路
６２・・・第二復路
６４・・・第三復路
６６・・・第四復路
６８・・・カウンターバランスバルブ
７０・・・予備タンク
７２・・・スイベルジョイント
７４・・・フィルター
７６・・・流量調整弁
７８・・・逆止弁
８０・・・歯車
８２・・・軸
１０２・・・自転車
１０４・・・前輪
１０６・・・ヘッドパイプ
１０８・・・操舵軸
１１０・・・前輪軸
１１２・・・チェーン
１１４・・・ギア
１１６、１１８、１２０、１２４・・・かさ歯車
１２２・・・パイプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主フレームと、ドラムと、操舵軸と、駆動輪と、流体駆動装置とを備えており、
この操舵軸が主フレームに操舵軸を回転軸として回転可能に支持されており、
この操舵軸がドラムに対して操舵軸を回転軸として回転可能とされており、
この駆動輪が操舵軸に駆動輪の軸線を回転軸として回転可能に支持されており、
この流体駆動装置が流体ポンプ、往路、復路及び流体モータを備えており、
この往路が流体ポンプと流体モータとを接続しており、
この往路がドラムの内部と操舵軸の内部とを通って形成されており、
この復路が流体モータと流体ポンプとを接続しており、
この復路がドラムの内部と操舵軸の内部とを通って形成されており、
この往路及び復路が操舵軸とドラムとの間にそれぞれスイベルジョイントを備えており、
この流体モータが駆動輪を回転させる自転車。
【請求項２】
上記往路が流体ポンプとドラムとを接続する第一往路と、ドラムに形成された第二往路と、操舵軸に形成された第三往路と、操舵軸と流体モータとを接続する第四往路とを備えており、
上記復路が流体モータと操舵軸とを接続する第四復路と、操舵軸に形成された第三復路と、ドラムに形成された第二復路と、ドラムと流体ポンプを接続する第一復路とを備えており、
この第二往路と第三往路とはスイベルジョイントで接続されており、
この第二復路と第三復路とはスイベルジョイントで接続されている請求項１に記載の自転車。
【請求項１】
主フレームと、ドラムと、操舵軸と、駆動輪と、流体駆動装置とを備えており、
この操舵軸が主フレームに操舵軸を回転軸として回転可能に支持されており、
この操舵軸がドラムに対して操舵軸を回転軸として回転可能とされており、
この駆動輪が操舵軸に駆動輪の軸線を回転軸として回転可能に支持されており、
この流体駆動装置が流体ポンプ、往路、復路及び流体モータを備えており、
この往路が流体ポンプと流体モータとを接続しており、
この往路がドラムの内部と操舵軸の内部とを通って形成されており、
この復路が流体モータと流体ポンプとを接続しており、
この復路がドラムの内部と操舵軸の内部とを通って形成されており、
この往路及び復路が操舵軸とドラムとの間にそれぞれスイベルジョイントを備えており、
この流体モータが駆動輪を回転させる自転車。
【請求項２】
上記往路が流体ポンプとドラムとを接続する第一往路と、ドラムに形成された第二往路と、操舵軸に形成された第三往路と、操舵軸と流体モータとを接続する第四往路とを備えており、
上記復路が流体モータと操舵軸とを接続する第四復路と、操舵軸に形成された第三復路と、ドラムに形成された第二復路と、ドラムと流体ポンプを接続する第一復路とを備えており、
この第二往路と第三往路とはスイベルジョイントで接続されており、
この第二復路と第三復路とはスイベルジョイントで接続されている請求項１に記載の自転車。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−１９０４６０（Ｐ２００９−１９０４６０Ａ）
【公開日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０６２３（Ｐ２００８−３０６２３）
【出願日】平成２０年２月１２日（２００８．２．１２）
【出願人】（５９８０２６８５１）株式会社カワムラサイクル (42)
【公開日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月１２日（２００８．２．１２）
【出願人】（５９８０２６８５１）株式会社カワムラサイクル (42)
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