CN101879928B - 立乘式自行车的结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供用小型化、美观的形态实现立乘式自行车的技术。该立乘式自行车，乘员以容易用力的踏板角度、轨迹使踏板往复运动而推进。旋转轴位于下死点时踏板踏面的前方且上方。在以进行相反方向的摆动运动的方式机械地连动的左右踏板臂的后部，上下配设着踏板和摆动链轮(161/2)。在车架上以位于下死点时的摆动链轮的前后且在踏板的下面的方式配设着链锚固器(101/2)和空转链轮(171/2)。左右驱动链的一端被链锚固器固定，该左右驱动链依次绕挂在摆动链轮→空转链轮→带单向离合器链轮(181/2)上，成为朝向前方的另一端，该另一端分别与在前方呈U形回转并朝向后方的U形回转链的两端连接，将左右联系起来。

Description

立乘式自行车的结构

技术领域

本发明涉及使乘员站立着的左右踏板上下往复而推进的自行车结构。

背景技术

已往的自行车，通常是乘员坐在车座上、用脚使曲柄臂旋转、由链等将旋转传递到后轮而推进的机构。坐着的乘车姿势可以减少保持姿势的体力负担，但是，难于将体重用于曲柄臂的旋转，因此，当需要大的推进力时，虽然可以采用变速齿轮或者站着蹬的方法，但是，在曲柄臂旋转的上下死点附近的推进力的减小是不可避免的。另外，由于在车架上要设置车座，所以，自行车的小型化受到制约。

为了弥补上述的不足，公开了如下的自行车，乘员用立乘的姿势使踏板上下往复，将其变换为后轮的旋转而推进(专利文献1)。在该方法中，虽然容易将体重用于踏板踏力并能避免踏板上下死点附近的推进力减小，但是，由于踏板配置在操作杆式臂的前端，用后端的动作来驱动链，所以，操作杆的支点两侧必须是同等的长度，由于两端进行同程度行程的上下运动，所以，存在着自行车不容易小型化或者运动部分碍眼的问题。另外，由于必须把踏板配设在操作杆的前端，所以，踏板的运动轨迹必然地成为朝前方鼓突的圆弧，不得不与上坡时用前倾姿势容易开始踩踏踏板的朝后方鼓突的圆弧相反。

另外，还公开了一种小型摩托车(专利文献2)，在该小型摩托车中，将站立着的乘员的脚的支承表面板左右分离，在前端装上铰链，作为踏板，使其上下往复，将其变换为后轮的旋转而推进。在该方法中，前后方向细长的脚支承面板本身具有作为往复运动的旋转中心的铰链，所以，其优点是具有表面干净利索的外观，可降低乘员的站立位置，另外，驱动机构也隐藏在其下面；但是，也存在下述等问题：脚支承表面板在大致水平状态时必须是下死点，所以，往复运动只利用了圆弧轨迹的大致上半部分而不能充分利用上下成分中的很多部分，并且，为了使以驱动机构动作为前提的、左右脚支承表面板的运动的连动机构成立，在车辆中心线上从车架往上方突出的固定物不仅影响干净利索的脚支承表面的外观，而且，要求乘员在踩踏踏板的动作时必须额外地注意接触，另外，将转向轴折叠收纳时的小型化受到制约。另外，脚支承表面板的角度是根据几何学决定的，所以，如果使前后方向尺寸小型化，则得不到上下行程，或者，不能自由地得到乘员容易用力的脚的角度。

专利文献1：日本特开2005-280671

专利文献2：日本特表2006-510535

发明内容

本发明是鉴于上述背景技术中所述的、现有技术的立乘式自行车、小型摩托车中存在的问题而做出的，其目的是提供如下的技术，即，可实现乘用轻便、小型化、美观的立乘式自行车。在该立乘式自行车中，在左右踏板间不必有突出的固定物、在踏板后方也不需要显眼的空间，即使是前后尺寸短的立乘式自行车也可以保持低的乘车位置，同时实现将按照容易利用人力的角度、轨迹运动的踏板的上下往复运动变换为后轮的旋转运动的机构。

为了实现上述目的，第1发明的自行车结构，乘员站立在配设于前轮和后轮之间的左右踏板111/112上，使踏板上下往复而推进，其特征在于，该自行车具有下述机构：在左右踏板臂121/122的前部具有与后轮平行的旋转轴103，该旋转轴103配设在车架(＊1)上，并位于踏板下死点时的水平踏面的前方且上方。与上述旋转轴同轴的链轮功能部131/132位于上述水平踏面的下方。前端嵌合固定在该功能部并朝向后方的左右臂链141/142的后端，分别与朝前方呈U形回转的U形回转链143的两端连接。该U形回转链143绕挂在周转链轮145上，该周转链轮145配设在上述功能部后方的车架上。将一方踏板踩下时，连动地迫使另一方踏板上升。在左右踏板臂121/122的后部，在与上述旋转轴平行的旋转轴115/116上，配设着可摆动的踏板。在踏板臂上且踏板下部位置(＊2)，配设着摆动链轮161/162；在车架上且踏板下部位置且下死点时的摆动链轮的前方，配设着链锚固器101/102。在车架上且踏板下部位置且下死点时的摆动链轮的后方，配设着空转链轮171/172。后轮有2个只向前方传递旋转驱动力的带单向离合器链轮181/182。左右驱动链151/152的一端分别被链锚固器固定，该驱动链151/152按下述路径配设：向上绕挂在摆动链轮上→向下绕挂在空转链轮上→向上绕挂在带单向离合器链轮上，然后，到达朝向前方的另一端。该驱动链151/152的另一端分别与朝后方呈U形回转的U形回转链153的两端连接，该U形回转链153绕挂在周转链轮155上，该周转链轮155配设在带单向离合器链轮的前方的车架上，这样，使左右的驱动链连动。

＊1，这里所述的“车架”包含了从车架上突出的刚性固定物。

＊2，这里所述的“A位于踏板下部位置”，是指从平面上看，A的一部分或全部隐藏于踏板的位置关系。

根据本发明，踏板臂821/822具有旋转轴803，该旋转轴803位于踏板下死点时的水平踏面899的前方且上方，这样，可以实现踏板轨迹898。该踏板轨迹898是用上坡时的前倾姿势容易开始踩踏的、朝后方鼓突的圆弧，并且可使上下成分的较多部分较长地摆动。同时，使同轴的链轮功能部831/832不大幅度位于上述水平踏面的下方就可确保旋转半径，使嵌合在该功能部的链朝后方呈U形回转，将左右连动，这样，可在该高度即低的踏板下死点高度实现使左右的踏板臂相互反方向运动的机构，而且，可不妨碍脚的动作、在不显眼的位置实现上述机构。

另外，使踏板臂的旋转轴位于本发明位置的另一优点是，可以利用为了支承头管804而原本就需要的车架立起部800a，所以，可以减轻向上方的突出感。并且，在折叠自行车中，用左右分离的突出固定物形成车架立起部900a，可以确保使折叠部件也进入左右踏板臂旋转轴之间的空间。

另外，由于踏板811/812相对于踏板臂821/822以旋转轴815/816为中心可摆动地配设着，所以，即使踏板臂的长度短，乘员也可得到容易用力的角度，可有效地利用体力。另外，虽然用试用品已确认了不有损于乘员的姿势保持性，而从已往自行车的起身踩踏也能容易地感受到这一点。借助上述连动机构，与踩下的踏板相反侧的踏板臂的摆链轮861/862上升动作时，驱动链851/852被拉出，但是，把链锚固器801/802和空转链轮871/872配设在踏板下部位置的车架上，这样，在原本就需要的踏板的往复运动区域内，可以将被拉出的驱动链收在踏板下而不显眼，可提供乘用轻快、小型、美观的立乘式自行车。

另外，第2发明的自行车结构，是在第1发明中，其特征在于具有下述机构：将踏板臂的链轮功能部置换为带轮功能部、或齿轮功能部331/332、或操作杆功能部431/432，把相关的链和周转链轮分别置换为对应的绳索和周转带轮、或周转齿轮345、或杆和周转操作杆445，将一方踏板踩下时，另一方踏板连动地上升。

本方案是根据低成本化、小型化、轻量化、静音化、美观等的目的而选择得到的第1发明的替代方案。

另外，第3发明的自行车结构，是在第1、第2发明中，其特征在于，用液压机构来实现将一方踏板踩下而迫使另一方踏板上升的连动机构。

本方案是根据小型化、美观等的目的而选择得到的第1、第2发明的替代方案。

另外，第4发明的自行车结构，是第1、第2、第3的发明中，其特征在于具有下述机构：同时地或单独地将驱动链置换为带，将与其连接的U形回转链置换为带或绳索，把相关的链轮、锚固器置换为对应的带轮、锚固器。

本方案是根据低成本化、小型化、轻量化、静音化、美观等的目的而选择得到的第1、第2、第3发明的替代方案。同时将驱动链和U形回转链置换为带时，也可将带整体成形，扭转地绕挂在周转带轮上而使其呈U形回转。

另外，第5发明的自行车结构，是在要求1、第2、第3、第4的发明中，其特征在于具有下述机构：带单向离合器链轮(或带轮)不是设在后轮上，而设在另外设定的旋转轴上，通过其旋转，将旋转传递给后轮。

根据本方案，架设在后轮轴上的链(或带)只需要一根，容易确保用于组入变速机构、制动机构等的空间。

如上所述，根据本发明，将踏板的运动变换为旋转运动的机构是按照用上坡时的前倾姿势容易开始踩踏的朝后方鼓突的圆弧轨迹、并且在上下成分中的很长部分摆动，可得到容易用力的角度，即使是前后尺寸短的立乘式自行车，也可以保持低的踏板下死点高度，在不妨碍脚的动作且不显眼的位置使上述机构成立，即，可实现乘用轻快、小型化、美观的立乘式自行车。

附图说明

图1是表示第1发明的一实施例的等角投影图。

图2是表示第1发明的另一实施方式的平面图。

图3是表示第2发明的一实施方式的等角投影图。

图4是表示第2发明的另一实施例的等角投影图。

图5是表示第4发明的一实施例的等角投影图。

图6是表示第5发明的一实施例的平面图。

图7是表示第5发明的另一实施方式的平面图。

图8是表示第1发明的一实施例的自行车的乘车姿势的侧面图。

图9是表示第1发明的一实施例的折叠自行车的折叠状态的侧面图。

图10是表示第1发明的另一实施方式的侧面图。

符号说明

100、200、500、600、700、800、900...车架

100a、800a、900a...车架立起部

101、801/102、802...链锚固器(右)/(左)

103、303、403、803、903...踏板臂旋转轴

104、804、904...头管

105、905...前轮

106、206、506、606、706、906...后轮

107、807、907...把手

108、908...转向轴

111、311、811、911/112、312、812、912...踏板(右)/(左)

115、315、815/116、316、816...踏板旋转轴(右)/(左)

121、321、421、821、921/122、322、422、822、922...踏板臂(右)/(左)

131、831/132、832...链轮功能部(右)/(左)

141/142...臂链(右)/(左)

143、153...U形回转链

144、154...正交接头

145、155、1055...周转链轮

151、251、651、751、851、1051/152、252、652、752、852、1052...驱动链(右)/(左)

161、361、861/162、362、862...摆动链轮(右)/(左)

171、871/172、872...空转链轮(右)/(左)

181、281、681、781、1081/182、282、682、782、1082...带单向离合器链轮(右)/(左)

331/332...齿轮功能部(右)/(左)

345...周转齿轮

431/432...操作杆功能部(右)/(左)

441/442...杆(右)/(左)

445...周转操作杆

500b...车架固定物

551...驱动带

555...周转带轮

591...周转带轮臂

592...带轮臂旋转轴

593...带轮张力付与弹簧

695、795...轮链

696...轮毂内装变速机

697...变速操作缆

898...踏板圆弧轨迹

899...踏板下死点时的水平踏面

909...头支撑件

910...头支撑件旋转轴

1073/1074...空转链轮(右)/(左)

具体实施方式

下面，参照附图，用一实施例作为本发明的实施方式进行说明。

[实施例]

图1是表示第1发明的一实施方式的等角投影图。乘员握住把手107，用站立在踏板111/112上的姿势乘车。首先说明左右踏板的上下往复运动的连动机构。踩下踏板(右)111时，踏板臂(右)121以配设在车架立起部100a上的踏板臂旋转轴103为中心旋转，与其成一体的链轮功能部(右)131旋转而将臂链(右)141往前方张拉，通过正交接头144与其连接着的U形回转链143在周转链轮145上呈U形回转，把在相反侧通过正交接头144连接着的臂链(左)142往后方张拉而驱动链轮功能部(左)132，使踏板臂(左)122旋转，使配设在其后端的踏板(左)112和摆动链轮(左)162上升。图1中，表示右/左踏板处于上/下死点的状态。

下面，说明使后轮旋转的机构。驱动链151、152的一端分别被配设在车架100上的链锚固器101/102固定，驱动链151、152先向上绕挂在配设于踏板臂121/122后端的摆动链轮161、162上，再向下绕挂在配设于车架100上的空转链轮171/172上，然后向上绕挂在后轮106的带单向离合器链轮181/182上，最后，到达朝向前方的另一端，通过正交接头154分别与绕挂在周转链轮155上的呈U形回转的U形回转链153的朝向后方的两端结合，这样，使左右连动。

当踩下右侧踏板(右)111时，如前所述，左侧的摆动链轮(左)162上升，但是，由于驱动链(左)152的端部被链锚固器102固定，所以，驱动链152的、相当于摆动链轮(左)162的上升行程约2倍的长度从空转链轮(左)172的后侧拉出，使带单向离合器链轮(左)182朝前进方向旋转，驱动后轮106，同时，通过U形回转链153张拉相反侧驱动链(右)151的朝向前方的端部，吸收因摆动链轮(右)161的下降而造成的驱动链(右)151拉出长度的多余部分。这时，带单向离合器链轮(右)181虽然朝后方向旋转，但由于是空转，所以，不影响后轮106的旋转。

图2是第1发明的另一实施方式的平面图，表示有2个后轮、2个带单向离合器链轮配设在两轮之间的例子。

图3是第2发明的一实施方式的等角投影图，表示左右踏板臂的连动机构采用齿轮的例子。也一并表示了将踏板和摆动链轮错开配置在踏板臂的后半部的例子。

图4是第2发明的另一实施方式的等角投影图，表示左右踏板臂的连动机构采用杆和操作杆的例子。

第3发明中，例如，在图4的踏板臂的操作杆功能部使液压缸等的促动器作用而使左右的运动连动等，是本技术领域的普通技术人员容易想到的实施方式，所以，省略了其图示。当然，使液压力作用的部位并不限定于图4的操作杆功能部。

图5是第4发明的一实施方式的等角投影图，表示把驱动链和连接链同时置换为带，不是用正交接头将它们连接而是一体成形，作为扭转地绕挂在周转带轮上的配带(配带)。在本图中，为了对带付与张力，设置了用弹簧593施力的机构，以便使周转带轮555的旋转轴总是向前方移动，但是，也可以与其它实施方式组合，或者根据需要决定是否采取组合。

图6是第5发明的一实施方式的平面图，表示把带单向离合器链轮配设在与后轮不同的旋转轴上，只在一侧将链绕挂在后轮上，配设轮毂内装变速机的例子。

图7是第5发明的另一实施方式的平面图，表示把一根链配设在2轮的后轮之间的例子。

图8是表示第1发明一实施方式的自行车的乘车姿势的侧面图。由于踏板臂821/822的旋转轴803比位于踏板下死点时的水平踏面899更靠上方，所以，乘员用前倾姿势踩下踏板时，可利用容易用力的朝后方鼓突的圆弧轨迹898的上下成分中的长部分；另外，使同轴的链轮功能部831/832不大幅度地位于上述水平踏面的下方就可确保旋转半径，所以，可以容易地使得左右踏板臂的连动机构在该高度位置即低的踏板下死点高度成立；另外，踏板臂的旋转轴803配设在车架的立起部800a上，减轻了朝上方突出的感觉；并且，被摆动链轮861拉出的驱动链851在踏板的往复运动区域内并隐藏在踏板811的下面，可减少碍眼的感觉。另外，即使踏板臂821短，由于踏板811可绕踏板旋转轴815摆动，所以，乘员可得到容易用力的脚的角度。

图9是表示将第1发明用于折叠自行车的例子的侧面图。用左右分离的突出固定物形成车架立起部900a。折叠时，转向支撑件909可进入上述突出固定物之间。另外，在左右踏板之间，由于不存在从车架往上方突出的固定物，所以，转向轴908可进入左右踏板之间，可实现小型化的收纳。双点划线表示折叠收纳时的状态。

图10是表示第1发明的另一实施方式的侧面图。用空转链轮1073/1074，把从带单向离合器链轮1081/1082的下侧出来并朝向前方的驱动链1051/1052降低到周转链轮1055的高度。本图中，周转链轮的旋转面是水平的，但是，并不限定于水平。

Claims (5)

1.一种自行车结构，该自行车是乘员站立在配设于前轮和后轮之间的左右踏板上、使踏板上下往复而推进的自行车，其特征在于，

该自行车具有下述机构：在左右踏板臂的前部具有与后轮平行的旋转轴，该旋转轴配设在车架上并位于踏板下死点时的水平踏面的前方且上方；与上述旋转轴同轴的左右链轮功能部位于上述水平踏面的下方；

左右臂链设置成，在将其前端分别固定在上述左右链轮功能部的状态下，在与链轮嵌合之后朝向后方，直到该左右臂链的后端；

第一U形回转链设置成，绕挂在配设在上述左右链轮功能部后方的车架上的周转链轮，左右两边具有朝前方呈U形回转地配设、即朝向前方的端部的U字状；

上述右臂链的后端与上述第一U形回转链的右边的端部结合，并且在左边左臂链也同样地进行对应部位的结合，从而将一方踏板踩下时，连动地迫使另一方踏板上升；

在上述左右踏板臂的后部，在与上述旋转轴平行的踏板旋转轴上配设着可摆动的踏板，在左右踏板臂上且踏板下部位置，配设着摆动链轮；

在车架上且踏板下部位置且下死点时的摆动链轮的前方分别左右配设着链锚固器，在车架上且踏板下部位置且下死点时的摆动链轮的后方分别左右配设着空转链轮，后轮在左右具有只传递前方旋转驱动力的带单向离合器链轮；

左右驱动链设置成，其一端分别被链锚固器固定后，按照规定的路径配置，直到朝向前方的该左右驱动链的另一端，上述规定的路径为向上绕挂在左右摆动链轮上、向下绕挂在左右空转链轮上、向上绕挂在左右带单向离合器链轮上的路径；

第二U形回转链配设成绕挂在配置在上述带单向离合器链轮的前方的车架上的周转链轮上，并朝后方呈U形回转，即该第二U形回转链成为在左右具有朝向后方的端部的U形配置，该第二U形回转链的右边的端部与右边的驱动链的另一端结合，并且在左边也同样地进行对应部位的结合，从而该左右驱动链具有连动的结构。

2.如权利要求1所述的自行车结构，其特征在于具有下述机构：将踏板臂的链轮功能部置换为带轮功能部、或齿轮功能部、或操作杆功能部，将相关的链和周转链轮分别置换为对应的绳索和周转带轮、或周转齿轮、或杆和周转操作杆，将一方踏板踩下时，另一方踏板连动地上升。

3.如权利要求1或2所述的自行车结构，其特征在于，用液压机构来实现将一方踏板踩下而迫使另一方踏板上升的连动机构。

4.如权利要求1或2所述的自行车结构，其特征在于具有下述机构：同时地或单独地把驱动链置换为带、把与其连接的U形回转链置换为带或绳索，把相关的链轮、锚固器置换为对应的带轮、锚固器。

5.如权利要求1或2所述的自行车结构，其特征在于，具有下述机构：带单向离合器链轮或带轮不是设在后轮上，而配设在另外设定的旋转轴上，通过其旋转，将旋转传递给后轮。

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