JP4958730B2 - 幼児用三輪車の駆動機構および幼児用三輪車 - Google Patents

Description

本発明は、幼児用三輪車の駆動機構および幼児用三輪車に係り、詳しくは、駆動軸と前輪の関係を固定、空転、変速の三段階に切り替えが可能な駆動機構およびこの駆動機構を備えている幼児用三輪車に関する。

従来、幼児用三輪車の駆動機構は、両端部にクランク軸を介してペダルが取り付けられハンドル枠の下端に回転自在に支持される駆動軸と、前記駆動軸により回転自在に支持される中空構造（内部中空形状）の前輪とを備え、前記駆動軸は、回転比が１対１になるよう前輪と固定状態（連結状態）にあるものが知られている。

近年においては、後部に手押し杆や手押し枠等を装備した幼児用三輪車が提供されているが、その手押し棒等を押して三輪車を走行させた場合、前輪と一体にクランク軸（駆動軸）が回転し、ペダルに載せた幼児の足も一緒に回転するので、幼児にとっては必ずしも快適ではなく、また万一幼児の足がペダルから外れると思わぬ事態につながるおそれが無いとはいえず、この点にさらなる改良が望まれている。

このような問題点を解消するものとして、例えば特許文献１および特許文献２などに開示されている機構が知られている。これらの特許文献１および特許文献２には、クランク軸（駆動軸）に対する前輪の関係を固定状態と空転状態とに切替え可能な機構を、前輪の内部に収容したことが開示されている。

実開平７−１５４９２号公報 特許第２８２０３９６号公報

しかしながら、前記した従来の機構においては、駆動軸に対する前輪の関係を固定状態と空転状態の二段階のみに切替え可能であって、それ以上の機能は備えていない。

本発明はこのような従来事情に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、駆動軸と前輪との関係を、固定（１：１の回転比）、空転、変速の三段階に切替えることができるように改良された新規な駆動機構と、この駆動機構を備えている幼児用三輪車を提供することにある。

以上の目的を達成するために本発明は、ハンドル枠の下端に回転自在に軸支され、その両端部にペダル軸を介してペダルが取り付けられる駆動軸と、この駆動軸により遊転自在に装備される内部中空構造の前輪と、この前輪の内部に収容されて、前記駆動軸と前記前輪の関係を固定、空転、変速の三段階の各ポジションに切替える切換え機構と、を備え、
前記切換え機構は、前記三段階の各ポジションに切替えるための操作部材を、前記前輪の側面から臨むように備え、
前記操作部材が前記固定ポジションにあるときは、前記駆動軸に対し前記前輪が固定状態になって前記駆動軸と前記前輪の回転比が１対１になり、前記操作部材が前記空転ポジションにあるときは、前記駆動軸に対し前記前輪が空転状態になり、前記操作部材が変速ポジションにあるときは、前記駆動軸と前記前輪の間に介在されている変速器により前記駆動軸と前記前輪の回転比が変化する変速状態になるように構成されていることを特徴とする。

このような構成によれば、前輪の側面から外部に臨む操作部材が固定ポジションにあるときは、切換え機構により駆動軸に対して前輪が固定（直結）された状態となる。これにより、三輪車は従来と同様に、前輪が駆動軸に対し１対１の回転比で駆動軸と一体に回転する。
そして、操作部材を空転ポジションに切り替えたときは、切換え機構により駆動軸に対して前輪が空転（離間）される状態となる。これにより、前輪の回転に対し駆動軸が空転する。
さらに、操作部材を変速ポジションに切り替えたときは、切換え機構により変速器が作動し、この変速器の作動により、駆動軸の回転動作に対する前輪の回転比が変化する。例えば、駆動軸の回転に対して前輪の回転が減速される。
また、切換え機構は、例えば、前輪の外側やハンドル枠などに設けることも可能であるが、内部中空構造の前輪の内部に収納されている。これにより、切換え機構が外部に露呈せず、従来の三輪車とほぼ同様の外観形状を保つことができる。

また、前記変速器としては特に限定されるものではないが、好ましい態様として、それぞれが対向する二対の第１〜第４の傘歯車を組み合わせて構成されている。
その具体的な構造について説明すると、前記対向する一方側における一対の第１，第２の傘歯車のうち、第１の傘歯車が前記駆動軸に回転自在に軸支され、第２の傘歯車が前記駆動軸と一体に回転するように該駆動軸に軸支され、且つ、他方側における一対の第３，第４の傘歯車が前記駆動軸と直交する方向において前記前輪に係止されている軸によりそれぞれ回転自在に軸支されることにより、前記第１〜第４の傘歯車間に位置して、第１〜第４の傘歯車が一体に回転するよう噛合され、
前記変速状態にあるときには、前記第１の傘歯車が回転不能となり、残る三つの第２〜第４の傘歯車の回転により、前記駆動軸の回転に対し前記前輪の回転比が減速されるように構成することができる。
そして、一方側の前記一対の第１，第２の傘歯車を第１の大径傘歯車，第２の大径傘歯車とし、他方側の前記一対の第３，第４の傘歯車を第３の小径傘歯車，第４の小径傘歯車とすることが好適なものとなる。これにより、それぞれ対向する二対の第１〜第４の大小傘歯車を組み合わせて構成されている変速器を、前輪の内部にコンパクトに組み込み収容させることができる。
また、それぞれ対向する二対の第１〜第４の傘歯車の組み合わせ、そして歯数や外径の選択により、前記変速状態が前記減速状態のときは、前記駆動軸と前記前輪との回転比が２対１になるよう構成することができる。
また、前記二対の第１〜第４の傘歯車の材質として、合成樹脂製のものを用いることで、噛み合い騒音などを抑える滑らかな噛合が期待でき、所期の目的を充分に達成することができる。

そして、前記切換え機構は、前記操作部材の操作に連動して前記駆動軸の軸方向に沿って摺動し、且つ、前記第１の傘歯車と一体に回転する係合部材を備えて、前記操作部材が固定ポジションにあるときは、前記係合部材が前記前輪に係合し前記第１の傘歯車と共に前輪と一体に回転して、前記駆動軸と前記前輪の回転比が１対１になり、前記操作部材が空転ポジションにあるときは、前記係合部材と前記前輪との係合が外れて該前輪が前記駆動軸に対し空転状態になり、前記操作部材が変速ポジションにあるときは、前記係合部材が前記ハンドル枠の下端に係合し前記前記第１の傘歯車と共に回転不能となって、前記減速状態になるように構成されていることが好適なものとなる。

また、本発明では、前記の駆動機構を備えた幼児用三輪車を包含することができる。

本発明は以上のように構成されていることから、幼児が自らペダルに足を載せて回転させる駆動軸の回転との回転比が１対１の割合で前輪を回転させる固定状態と、前輪が駆動軸に対して空転する空転状態と、そして駆動軸と前輪の回転比が変化する変速状態と、を任意に選択して切替えることができる。
したがって、手押し杆などを押して三輪車を走行させる場合、空転状態を選択することにより、ペダルに載せた幼児の足が走行（前輪の回転）に伴って回転することはない。また、万が一、幼児の足がペダルから外れた場合などにおいても、駆動軸（ペダル軸）は回転しないために、思わぬ事態につながるおそれもなくなる。これにより、手押し杆などによる走行において、幼児はペダルに足を載せた安心・快適な走行が期待できるなどの、安全性の向上が図られる。

また、幼児が自らペダルを踏んで走行する場合は、幼児の脚力や道の傾斜などにあわせて、固定状態又は変速状態（例えば、減速）のいずれかを選択することができる。これにより、幼児が自らペダルを踏んで走行するときにも幼児にとって快適な走行を期待することができる。
また、切換え機構はほとんど前輪の外部に露呈しないので、幼児が切換え機構に指を挟まれるようなおそれはなく、しかも、従来の三輪車とほぼ同様の外観形状を呈するので、デザイン性も通常の三輪車と変わりがない状態に保つことができる。

また、本発明では、変速器として、それぞれが対向する二対の第１〜第４の傘歯車を組み合わせて構成されている歯車機構を採用していることで、三輪車の前輪の内部に収容が可能なコンパクト化、かつ、低コストで製造することが可能で、しかも、駆動軸に大きな負荷が掛かった場合においても破損などのおそれがない適度の剛性を備えて駆動軸と前輪の関係を固定、空転、変速の三段階に切り替えることができるように改良された駆動機構を提供することができる。

さらに、操作部材の回動操作に連動して駆動軸の軸方向に摺動する係合部材と、それぞれが対向する二対の第１〜第４の傘歯車を組み合わせて構成している歯車機構との組み合わせを採用していることで、前記した三段階の切換え操作も簡単なものとなり、商品価値の高い新規な幼児用三輪車を提供することができる。

以下、本発明の実施形態に係る駆動機構を備えている幼児用三輪車を、適宜図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態に係る幼児用三輪車を示す斜視図である。

≪幼児三輪車の構成≫
幼児用三輪車（以後、「三輪車」と称す）Ａは、図１に示すように、車体フレーム１の前側に前輪２が装備されるハンドル枠３を回転可能に備え、車体フレーム１の後側には左右の後輪４をそれぞれ遊転自在に備えている。
また、三輪車Ａは、車体フレーム１の中程部にサドル５を備え、このサドル５の後方に手押し杆６を備えている。

また、三輪車Ａは、図２に示すように、ハンドル枠３の二又に分かれた両側のハンドル杆７の下端に軸支部８をピン止めなどの固定手段によりそれぞれ備え、この両側の軸支部８の間にわたり両端部を貫通させるように駆動軸９が回転自在に軸支されるようにしている。
そして、両側の軸支部８から外側に突出する駆動軸９の両端部には、略Ｌ字形状に形成されている左右のべダル軸１０の一端側がナット止めなどによって回転不能にそれぞれ取り付けられているとともに、左右のべダル軸１０には左右のペダル１１がそれぞれ取り付けられている。
これにより、駆動軸９と左右のペダル軸１０とによってクランク形態が構成され、左右のペダル１１を踏むことで、前輪２には三輪車Ａを前進、そして後退させるための回転力が伝達されるようになっている。

≪前輪の構成≫
図２は、固定ポジションのときの前輪を拡大して示す縦断面図であり、図３および図４は、同前輪の断面位置を変えて示すそれぞれの縦断側面図である。
前輪２は、図２に示すように、内部中空構造のホイール１２と、このホイール１２の外周に取り付けられるゴムまたは合成樹脂などの弾性材料から形成されているタイヤ１３とを備えて構成されている。
そして、前輪２は、駆動軸９とホイール１２（前輪２）との関係を、図２に示す固定（通常）、後記の図１１に示す空転（フリー）、そして後記の図１２に示す変速（減速）の三段階の各ポジションに選択的に切り替えるための切換え機構をホイール１２の内部に装備している。
また、前輪２は、図２に示すように、駆動軸９とホイール１２（前輪２）、そして切換え機構の後記する係合部材３４との間に介在させて、駆動軸９とホイール１２の回転比が変化するように変速させるための変速器をホイール１２の内部に装備している。

ホイール１２は、図２に示すように、前輪２の幅方向に２分割された一対のホイール構成体１２a,１２ｂを、円周方向において相互に嵌め合わせ合体させることにより内部中空構造に構成されるようになっている。

≪ホイール構成体の構成≫
図５は、一対のホイール構成体をそれぞれ示す斜視図であり、図６は、同ホイール構成体を内側から見たときのそれぞれの側面図である。ここでは、図１および図２を適宜参照しながら説明する。
一対のホイール構成体１２ａ，１２ｂは、アルミや合成樹脂などの成形材料を用いて、所定の直径（リム径）で、図２に示すように、円周方向（幅方向）において内外の関係で相互に嵌め合わせ重なり合うように縦断面視で略コの字形状（略受け皿形状）にそれぞれ形成されている。
そして、一対のホイール構成体１２ａ，１２ｂは、内外の関係で相互に嵌め合わされた状態で、図５および図６に示すように、一方のホイール構成体１２a側に設けられているネジ孔１４に対し、他方のホイール構成体１２ｂ側に設けられているネジ挿通孔１５側から図示省略の連結ネジを用いてネジ止めすることで合体されるように形成されている。
これにより、内部中空で、外周にタイヤ１３が装着されるホイール１２が構成されるようになっている。

また、一対のホイール構成体１２ａ，１２ｂのうち、図５および図６の(ａ)に示すホイール構成体１２ａは、軸芯部に大径孔部１６を備えている。
これにより、駆動軸９を軸支する一方側の軸支部８が、図２に示すように、大径孔部１６の開口縁との間に潤滑リング１７を介してホイール構成体１２aの内側面と略面一状態にてホイール１２内に臨むように、ホイール構成体１２ａの軸芯に組み込まれるようにしている。また、図２および後記の図１１、図１２に示すように、ホイール１２内に臨む軸支部８の内向き端面から適宜の高さにて突出するロックピン１８が、軸支部８に備えられるようにしている。

ロックピン１８は、軸支部８の軸挿通孔を軸芯とする内向き端面の円周線上において、例えば、円弧１２０°の間隔をおいた３ヶ所にそれぞれ備えられている。これにより、後記の図１２に示すように、切換え機構の後記する係合部材３４に備えられているロック孔４０に対するロックピン１８の挿脱自在な挿通（連繋）によって、係合部材３４が軸支部８に回転不能にロック（保持）されるようになっている。

また、ホイール構成体１２aは、切換え機構の後記する操作部材３３のリング形状（リング径）に沿うように、大径孔部１６を軸芯とする円周線上に沿わせて略円弧形状に開口させた操作窓孔１９を備えている。これにより、図１および後記の図１１に示すように、操作部材３３の後記する操作摘み３５が操作窓孔１９から外部に臨ませることができるようにしている。

また、ホイール構成体１２aは、図５および図６の（ａ)に示すように、操作窓孔１９より内側において大径穴部１６を軸芯とする円周線上における略１２０°の等間隔をおいた３ヶ所に突起部２０をそれぞれ備えている。

そして、ホイール構成体１２ｂは、図６の（ｂ）に示すように、軸芯部に軸孔２１を備えている。これにより、図２に示すように、駆動軸９が貫通状に挿通されるようになっている。
また、ホイール構成体１２ｂは、図５に示すように、軸孔２１を軸芯とする所定の径を有する円周線上に沿わせて円筒形状に立ち上げたギアボックス２２を備えている。これにより、図２および図４に示すように、変速器の後記する第２の大径傘歯車４３と、駆動軸９に対して直交方向の軸４６，４６によりそれぞれ回転自在に支持される変速器の後記する一対の第３，第４の小径傘歯車４４，４５とがギアボックス２２内に内設されて組み込まれるようにしている。
このギアボックス２２の軸対称に相対する円筒内周面の２ヶ所に、図５および図６の（ｂ）に示すように、一対の第３，第４の小径傘歯車４４，４５をそれぞれ軸支するための軸４６，４６の一端部がそれぞれ嵌め込み係止させるための軸係止溝２３，２３が、開口縁部からボックス底側に向けて設けられている。

また、ホイール構成体１２ｂは、図６の（ｂ）に示すように、ギアボックス２２の周囲において、該ギアボックス２２の軸対称に相対する外周の２ヶ所に、ピン受け部２４を備えている。
このピン受け部２４は、ホイール構成体１２ｂの内側面から所定の高さを有する円筒形状に立ち上げられて形成されている。これにより、図２に示すように、固定（通常）のポジションのときに、係合部材３４の後記する連結孔４１に対する係脱自在な係合関係で係合部材３４に連結するための連結ピン２５が、スプリング２６によって突出する方向に常時付勢された状態で組み込まれるように形成されている。

また、ホイール構成体１２ｂは、図５および図６の（ｂ）に示すように、ピン受け部２４を備えているギアボックス２２の外側に位置する円周線上における１２０°の間隔をおいた３ヶ所に、バネ受け部２７，２７，２７を備えている。
このバネ受け部２７は、図２に示すように、スプリング２８の下端側を嵌合定着する程度の外径と高さにて円筒形状や柱状に形成されている。
これにより、切換え機構の操作部材、係合部材をホイール構成体１２ａの内側に向けて常時付勢するように組み込まれる付勢ヘッド２９を、図４に示すように、ホイール構成体１２ｂの内側における円周線上における１２０°の間隔をおいてそれぞれ配置し得るようにしている。
つまり、バネ受け部２７は、操作部材のリング径と略同じ円周線上においてホイール構成体１２ｂの内側にそれぞれ備えられる。

また、ホイール構成体１２ｂは、図５および図６の（ｂ）に示すように、３ヶ所に備えた各バネ受け部２７をそれぞれ挟んで向き合う位置関係で内側から略Ｔ字形状に立ち上げられているガイド枠３０をそれぞれ備えている。
これにより、付勢ヘッド２９は軸振れなどを起こすことなく、安定的に切換え機構の操作部材３３および係合部材３４をホイール構成体１２ａの内側方向に向けて付勢するようにしている。

≪付勢ヘッドの構成≫
図７は、付勢ヘッドを示す斜視図である。ここでは、図２および図４を適宜参照しながら説明する。
付勢ヘッド２９は、アルミや合成樹脂などの成型材料を用いて、図２および図７に示すように、一端を球面形状に閉鎖させた中空円筒形状に形成されている。
そして、付勢ヘッド２９は、軸対称に相対する円筒外周面の２ヶ所にガイド枠３１，３１を備えている。このガイド枠３１，３１は、図４および図７に示すように、ガイド枠３０を挟み込むように対を成して付勢ヘッド２９の開口縁から筒方向に向けた２列において略細長ブロック形状にそれぞれ形成されている。
これにより、付勢ヘッド２９のガイド枠３０とガイド枠３１との協同で、付勢ヘッド２９の芯振れなどを抑えて、該付勢ヘッド２９（スプリング２８）によるホイール構成体１２ａの内側方向に向けた切換え機構の操作部材３３および係合部材３４の常時付勢が安定的に行われるようになっている。

また、付勢ヘッド２９は、図７に示すように、ガイド枠３１，３１を結ぶ線上に対して直交する方向における円筒外周面に係合部３２を備えている。この係合部３２は、図２および図７に示すように、切換え機構の係合部材３４の後記する係合鍔部３４ａを厚さ方向に挟み込むように、当該厚さ間隔をおいて付勢ヘッド２９の筒方向の上下位置に略細長ブロック形状にそれぞれ形成されている。

このように形成されている付勢ヘッド２９は、図２および図４に示すように、係合部材に対して係合関係で該係合部材をホイール構成体１２ａの内側方向に向けて付勢するように、そして操作部材に対しては衝合関係で該操作部材をホイール構成体１２ａの内側方向に向け付勢するように組み込まれる。

≪切換え機構の構成≫
図８は、切換え機構の操作部材を示す斜視図であり、図９は、切換え機構の係合部材を示す斜視図および断面図である。ここでは、図１から図４を適宜参照しながら説明する。
切換え機構は、駆動軸９と前輪２の関係を固定、空転、変速の三段階の各ポジションに切替えるための操作部材３３と、この操作部材３３の各ポジションへの切換え操作に追動して駆動軸９の軸方向に沿って摺動し、且つ、変速器の後記する第１の大径傘歯車４２と一体に回転するように駆動軸９に対し遊転自在に取り付けられる係合部材３４とを備えて構成されている。

≪操作部材の構成≫
操作部材３３は、アルミや合成樹脂などの成型材料を用いて、図２および図３に示すように、ホイール構成体１２ａの内側に収まる程度の外径を有する平板リング形状に形成されている。
そして、操作部材３３は、図８に示すように、リング面一側における一ヶ所に操作ボス３５を、リング面他側におけるリング方向に等間隔をおいた三ヶ所に押動カム部３６をそれぞれ備えている。

操作摘み３５は、ホイール構成体１２ａ側に備えられている操作窓孔１８の開口幅に相当する角型や丸型などの適宜の形状で、該操作窓孔１８から外部に臨む程度の突出高さにて形成されている。

押動カム部３６は、図８に示すように、操作部材３３のリング方向に所定の円弧範囲をおいた一方側においてはリング面から適宜の高さに立ち上がり、他方側においてはリンク面と略面一となるように、一方側の立上がり頂部側から段階的に、かつ、緩やかな略スロープ形状にそれぞれ形成されている。
これにより、操作ボス３５を、ホイール構成体１２ａの操作窓孔１９における固定ポジション、空転ポジション、変速ポジションの各ポジションに移動させたときに、三ヶ所に備えられている押動カム部３６によって、図２、そして後記する図１１および図１２にそれぞれ示す各ポジションが実行される駆動軸９の軸方向の各部位へと係合部材３４を、付勢ヘッド２９を介して移動（摺動）させることができるようにしている。

そして、この押動カム部３６には、図２に示す固定ポジションのとき、そして図１１に示す空転ポジションのときに、振動などによって操作部材３３が不用意に回転しないように、付勢ヘッド２９の付勢力（スプリング２８の弾発力）を利用して操作部材３３を保持させるために、付勢ヘッド２９のヘッド上面形状に合わせて凹ませた固定ポジション部３６ａと、空転ポジション部３６ｂとがそれぞれ設けられている。そして、図１１に示すように、操作部材３３のリング面と面一とする押動カム部３６のスロープ下端を変速ポジション部３６ｃとしている。

また、操作部材３３は、図３および図８に示すように、リング内側縁におけるリング方向において１２０°の等間隔をおいた３ヶ所に、内向きに突出させた回転規制部３７を備えている。
これにより、駆動軸９とホイール１２（前輪２）との関係を、図２、図１１および図１２にそれぞれ示す固定（通常）、空転（フリー）、変速（減速）の三段階の各ポジションに選択的に切り替えるとき、特に、図２に示す固定ポジション、そして図１２に示す変速ポジションへと切り替えるときの操作部材３３の操作回転範囲が、図３および図５に示すように、突起部２０により操作部材３３の回転規制部３７が受止められることによって規制されるようになっている。

≪係合部材の構成≫
係合部材３４は、アルミや合成樹脂などの成形材料を用いて、図２および３に示すように、操作部材３３のリング内径よりも二周りほど小さい外径で、変速器の第１の大径傘歯車４２を、駆動軸９の軸方向に摺動自在に収容することができる深さを有する縦断面視で略コの字形状（略受け皿形状）に形成されている。
換言すれば、駆動軸９に遊転自在に取り付けられる変速器の第１の大径傘歯車４２に形成される後記の係合鍔部の外径に相当する内径で、該第１の大径傘歯車４２を包囲することができる程度の深さを有する縦断面視で略コの字形状に形成されている。
そして、この係合部材３４は、図９の（ａ）に示すように、開口外周縁に係合鍔部３４ａを備え、この係合鍔部３４ａから閉鎖された底部の裏面に至る周壁を周方向に等間隔をおいて凸凹形状に形成することにより、開口縁部から閉鎖された底部に至る係合凹所３８を内側周面に等間隔をおいて備えている。
これにより、図２、図３および後記する図１１、図１２に示すように、係合部材３４内に大径傘歯車４２が、駆動軸９の軸方向に摺動自在で、かつ、駆動軸９の回転方向に、係合部材３４とともに回転するように嵌め合わせ収容されるようにしている。

また、係合部材３４の中心部には、駆動軸９に対し遊転自在に軸支させるための軸孔３９が開穿されており、この軸孔３９を中心とする周りにはロック孔４０が等間隔をおいた三ヶ所にそれぞれ開穿されている。
また、係合部材３４は、係合鍔部３４ａの周方向の等間隔をおいた数ヶ所に連結孔４１が開設されている。これにより、操作部材３３を固定ポジションに回転切り替えたときに、ホイール構成体１２ｂ側に備えられている連結ピン２５がスプリング２６によって連結孔４１に挿脱自在に挿通されるようになっている。つまり、ホイール１２と係合部材３４とが連結ピン２５によって連結されて一体に回転するようになっている。

≪変速器の構成≫
図１０は、係合部材内に収容される変速器の第１の大径傘歯車を示す側面図である。ここでは、図２および図４を適宜参照しながら説明する。
変速器は、図２および図４に示すように、互いに対抗する関係で、ホイール構成体１２ｂの内側に備えられているギアボックス２２内と切換え機構の係合部材３４内に位置して、それぞれが対向するように装備される二対の第１〜第４の大小傘歯車４２〜４５を組み合わせて構成している。
つまり、対向する一対の第１，第２の大径傘歯車（以後、「一対の大径傘歯車」と称する）４２，４３のうち、図２に示すように、第１の大径傘歯車４２が駆動軸９に回転自在に軸支され、第２の大径傘歯車４３が駆動軸９と一体に回転するように該駆動軸９に軸支されている。そして、対向する一対の第３，第４の小径傘歯車（以後、「一対の小径傘歯車」と称する）４４，４５は、駆動軸９と直交方向の軸４６にそれぞれ回転自在に軸支されていることで、互いに四方から対向する二対の大小傘歯車４２〜４５間に位置して、大小傘歯車４２〜４５が一体に回転するように構成されている。
これにより、駆動軸９に連結板４７を介して一体に軸支されている大径傘歯車４３が、駆動軸９の回転速度と一体に回転することで、この大径傘歯車４３に噛合されている一対の小径傘歯車４４，４５が回転し、この小径傘歯車４４，４５に噛合されている大径傘歯車４２が回転するように構成されている。

大径傘歯車４２は、図３および図１０に示すように、係合部材３４の内側周面に備えられている各係合凹所３８にそれぞれ係合させるための係合爪片部４８を、各係合凹所３８の周方向における間隔と同じで、なおかつ、同じ形状にて外周縁に備えている。
これにより、大径傘歯車４２は、駆動軸９の軸方向に摺動自在（移動自在）で、係合部材４３と一体に回転するように、係合部材３４の内側に組み込み収容される。

そして、一対の小径傘歯車４４，４５をそれぞれ回転自在に軸支する軸４６は、図２に示すように、駆動軸９に遊嵌状に軸支されている軸受け部材４９と、ホイール構成体１２ｂのギアボックス２２の内側に設けられている軸係止溝２３との間において、駆動軸９の軸方向に対して直交させた方向で回転可能に組み込まれる。
これにより、軸４６は、一対の小径傘歯車４４，４５をそれぞれ一体に回転するように備えて、図４に示すように、駆動軸９と直交させた方向において互いに対向させた状態で、なおかつ、一対の大径傘歯車４２，４３の軸対称に相対する円周２ヶ所の歯部にそれぞれ噛合させた状態でギアボックス２２内にそれぞれ回転自在に軸支するようにしている。

［三輪車の作用説明］
次に、以上のように構成されている本実施形態に係る三輪車の使用方法について簡単に説明する。
図１１は、空転（フリー）ポジションにあるときの前輪を拡大して示す縦断面図であり、図１２は、変速（減速）ポジションにあるときの前輪を拡大して示す縦断面図である。ここでは、図２を参照しながら説明する。
まず、図２に示すように、幼児が自らペダル１１を踏んで走行する固定（通常）ポジションにある場合は、図１に示すように、ホイール１２の操作窓孔１９から外部に臨んでいる操作摘み３５による操作部材３３の一方向への回動操作で、係合部材３４を、付勢ヘッド２９の付勢力に抗して、ホイール構成体１２ａから離れてホイール構成体１２ｂ側に一番接近させるように駆動軸９の軸方向に移動させる。つまり、固定ポジション部３６ａに付勢ヘッド２９の先端が当たる。
この状態で、幼児がペダル１１を踏んで駆動軸９を回転させると、駆動軸９の回転が、駆動軸９と一体に回転する大径傘歯車４３から一対の小径傘歯車４４，４５を介して大径傘歯車４２に伝達されて、この大径傘歯車４２と一体に回転する係合部材３４が回転する。すると、係合部材３４の係合鍔部３４ａに突き当たった状態でスプリング２６により付勢されている連結ピン２５が、係合鍔部３４ａに備えられているいずれかの連結孔４１に挿脱自在に挿通される。
これにより、駆動軸９とホイール１２とは、それぞれが対向する二対の大小傘歯車４２〜４５、係合部材３４、連結ピン２５によって一体に連結された固定状態になる。つまり、幼児が自らペダル１１に足を載せて回転させる駆動軸９の回転との回転比が１対１の割合で前輪２を回転させる固定状態になって、駆動軸９と一体に前輪２が回転し、幼児自らの三輪車Ａの走行がなされる。

そして、図１１に示すように、手押し杆６を押して三輪車Ａを走行させる空転（フリー）ポジションにある場合は、操作摘み３５による操作部材３３の回動操作で、係合部材３４を、付勢ヘッド２９の付勢力でホイール構成体１２ａ側の途中部位まで戻すように駆動軸９の軸方向に移動させる。つまり、空転ポジション部３６ｂに付勢ヘッド２９の先端が当たる。
すると、連結ピン２５と連結孔４１による係合部材３１とホイール１２との連結状態が解除され、前輪２は駆動軸９に対して空転状態になって、前輪２が回転しても駆動軸９は回転しない無関係の関係となる。つまり、駆動軸９の両端部側にペダル軸１０を介して取り付けられている左右のペダル１１は回らない。これにより、ペダル１１は幼児が足を載せたままの状態で保持されるために、幼児にとって快適な走行がなされ、万が一、幼児の足がペダル１１から外れたとしても駆動軸９は回転していないので思わぬ事態につながることはなく、安全性の向上が図られる。

さらに、図１２に示すように、幼児が自らペダル１１を踏んで走行するとき、変速（減速）ポジションにある場合は、操作摘み３５による操作部材３３の回動操作で、係合部材３４を、付勢ヘッド２９の付勢力でホイール構成体１２ａの内側に接触させる部位まで戻すように駆動軸９の軸方向に移動させる。つまり、変速ポジション部３６ｃに付勢ヘッド２９の先端が当たる。
この状態で、前記の固定ポジションの場合において詳述したように、幼児がペダル１１を踏んで駆動軸９を回転させときに、大径傘歯車４２と一体に回転する係合部材３４が回転すると、軸支部８に備えられているロックピン１８が、係合鍔部３４ａに備えられているロック孔４０に挿脱自在に挿通（連繋）される。
これにより、係合部材３４は軸支部８に回転不能にロック（保持）される。つまり、駆動軸９に対して回転自在に軸支されている大径傘歯車４２は、係合部材３４を介して軸支部８に回転不能にロックされることで、駆動軸９が一回転するのに対し、ホイール１２（前輪２）は半回転するように、駆動軸９とホイール１２の回転比が２対１に減速される変速状態になる。
つまり、幼児が自らペダル１１を踏んで駆動軸９を回転させたときに、残る他方の大径傘歯車４３と、一対の小径傘歯車４４，４５との三つの大小傘歯車４３〜４５のみの回転により、駆動軸９からホイール１２に回転が伝達されるために、駆動軸９とホイール１２の回転比が２対１に減速される変速状態になる。
さらに詳しく説明すると、幼児が自らペダル１１を踏んだときの駆動軸９の回転は、駆動軸９の回転速度と一体に回転する大径傘歯車４３からこの大径傘歯車４３に対し、駆動軸９と直交させた方向の相対する２ヶ所において噛合されている一対の小径傘歯車４４，４５に伝達される。すると、軸４６，４６を介してホイール１２（ギアボックス２２）にそれぞれ係止されている一対の小径傘歯車４４，４５は、大径傘歯車４３から回転力を受けながら、回転不能にロックされている大径傘歯車４２の歯部群に沿って円周方向に転がるように移動する動きをなす。これにより、駆動軸９の回転が、前輪２のホイール１２に、２対１の回転比に減速されて伝達されることになる。
したがって、幼児の脚力や道の傾斜などにあわせて、この減速状態か、前記した駆動軸９の回転との回転比が１対１の割合で前輪２を回転させる固定状態のいずれかを選択することができるために、幼児は自らペダル１１を踏んで走行するときに、幼児にとっても快適な走行が可能になる。

なお、本発明の実施形態の具体的な構成は、前記した実施形態に限られるものではなく、請求項１〜請求項５に記載の本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更などがあっても本発明に含まれるものである。
例えば、変速器を構成するそれぞれ対向する二対の第１〜第４の傘歯車は、前記した実施形態のように大小傘歯車のものに限らず、全て同径でそれぞれが対向する二対の第１〜第４の傘歯車を組み合わせることで構成することができる。つまり、一方側における一対の第１，第２の傘歯車同士の歯数を同じ個数に、そして他方側における一対の第３，第４の傘歯車同士の歯数を同じ個数にすることで、駆動軸９の回転に対し前輪２の回転比が減速する変速状態にすることができる。

本発明に係る幼児用三輪車の実施形態の一例を示す斜視図である。 固定（通常）ポジションにあるときの前輪を拡大して示す縦断面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線縦断側面図である。 図２のＩＶ−ＩＶ線縦断側面図である。 ホイールを構成する一対のホイール構成体をそれぞれ示す斜視図である。 （ａ）は、一方のホイール構成体１２ａを内側から見たときの側面図であり、（ｂ）は、他方のホイール構成体１２ｂを内側から見たときの側面図である。 付勢ヘッドを示す斜視図である。 切換え機構を構成する操作部材を示す斜視図である。 切換え機構を構成する係合部材を示し、（ａ）は、斜視図であり、（ｂ）は、同縦断面図である。 変速器を構成する第１の大径傘歯車を背後から見たときの側面図である。 空転（フリー）のポジションにあるときの前輪を拡大して示す縦断面図である。 変速（減速）ポジションにあるときの前輪を拡大して示す縦断面図である。

符号の説明

Ａ 三輪車
１ 車体フレーム
２ 前輪
３ ハンドル枠
４ 後輪
５ サドル
６ 手押し杆
７ ハンドル杆
８ 軸支部
９ 駆動軸
１０ ペダル軸
１１ ペダル
１２ ホイール
１２ａ，１２ｂ ホイール構成体
１３ タイヤ
１８ ロックピン
１９ 操作窓孔
２５ 連結ピン
２６，２８ スプリング
２９ 付勢ヘッド
３３ 操作部材（切換え機構）
３４ 係合部材（切換え機構）
３５ 操作摘み
４２，４３ 大径傘歯車（第１，第２の傘歯車、変速器）
４４，４５ 小径傘歯車（第３，第４の傘歯車、変速器）
４６ 軸

Claims (5)

1. ハンドル枠の下端に回転自在に軸支され、その両端部側にペダルがそれぞれ取り付けられる駆動軸と、
   この駆動軸に遊転自在に装備される内部中空構造の前輪と、
   この前輪の内部に収容されて、前記駆動軸と前記前輪の関係を固定、空転、変速の三段階の各ポジションに切替える切換え機構と、を備え、
   前記切換え機構は、前記各ポジションに切替えるための操作部材を、前記前輪の側面に臨むように備え、
   前記操作部材が前記固定ポジションにあるときは、前記駆動軸に対し前記前輪が固定状態になって前記駆動軸と前記前輪の回転比が１対１になり、
   前記操作部材が前記空転ポジションにあるときは、前記駆動軸に対し前記前輪が空転状態になり、
   前記操作部材が前記変速ポジションにあるときは、前記駆動軸と前記前輪の間に介在されている変速器により前記駆動軸と前記前輪の回転比が変化する変速状態になるように構成されていることを特徴とする幼児用三輪車の駆動機構。
2. 前記変速器は、それぞれが対向する二対の第１〜第４の傘歯車を組み合わせて構成され、
   前記対向する一方側における一対の第１，第２の傘歯車のうち、第１の傘歯車が前記駆動軸に回転自在に軸支され、第２の傘歯車が前記駆動軸と一体に回転するように該駆動軸に軸支され、且つ、他方側における一対の第３，第４の傘歯車が前記駆動軸と直交する方向において前輪に係止されている軸によりそれぞれ回転自在に軸支されることにより、前記第１〜第４の傘歯車間に位置して、第１〜第４の傘歯車が一体に回転するよう噛合され、
   前記変速状態にあるときには、前記第１の傘歯車が回転不能となり、残る三つの第２〜第４の傘歯車の回転により、前記駆動軸の回転に対し前記前輪の回転比が減速されるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の幼児用三輪車の駆動機構。
3. 前記変速状態が減速状態にあるときは、前記駆動軸と前記前輪の回転比が２対１になるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の幼児用三輪車の駆動機構。
4. 前記切換え機構は、前記駆動軸に対し遊転自在で、前記操作部材の操作に連動して前記駆動軸の軸方向に沿って摺動し、且つ、前記第１の傘歯車と一体に回転する係合部材を備え、
   前記操作部材が固定ポジションにあるときは、前記係合部材が前記前輪に係合し前記第１の傘歯車と共に前輪と一体に回転して、前記駆動軸と前記前輪の回転比が１対１になり、
   前記操作部材が空転ポジションにあるときは、前記係合部材と前記前輪との係合が外れて該前輪が前記駆動軸に対し空転状態になり、
   前記操作部材が変速ポジションにあるときは、前記係合部材が前記ハンドル枠の下端に係合し前記第１の傘歯車と共に回転不能となって、前記減速状態になるように構成されていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の幼児用三輪車の駆動機構。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の駆動機構を備えている幼児用三輪車。

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