JP2001071981A

JP2001071981A - ペダルクランク装置

Info

Publication number: JP2001071981A
Application number: JP30128099A
Authority: JP
Inventors: Shinji Yamada; 新治山田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-07-01
Filing date: 1999-10-22
Publication date: 2001-03-21

Abstract

(57)【要約】【課題】ペダルを介して車軸を回転する際に、車軸とペ
ダル間の距離を伸縮させる伸縮機構を設けることによ
り、変速ギア等の複雑な機構や電動モータ等の補助動力
を何ら必要とすることなく極めて安価且つ単純な構造に
基づき、小さいペダル回転力をもって車軸を回転させる
ことが可能であり、もって登り坂等の傾斜路であっても
疲労することなく楽に登坂することが可能なペダルクラ
ンク装置及びその装置を備えた自転車を提供する。【解決手段】第２クランク部材４のペダル５２を介して
車軸５１を回転する際に、ガイド溝６を有するカム部材
５とフォロア部材７とから基本的に構成される伸縮機構
の作用に基づき、第１クランク部材３と第２クランク部
材４の摺動量を規制しつつ車軸５１とペダル５２間の距
離が伸縮されるので、ペダル５２を踏み込んだ時に第２
クランク部材４を摺動させて車軸５１とペダル５２間の
距離を伸張させるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自転車の車軸に付
設されるペダルクランク装置及び自転車に関し、特に、
ペダルを介して車軸を回転する際に、車軸とペダル間の
距離を伸縮させる伸縮機構を設けることにより、小さい
ペダル回転力をもって車軸を回転させることが可能であ
り、登り坂等の傾斜路であっても疲労することなく楽に
登坂することが可能なペダルクランク装置及びその装置
を備えた自転車に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自転車のペダルクランク装置
において、小さいペダル回転力で車軸を回転させ、登り
坂等の傾斜路であっても楽に登坂可能とする機構が提案
されている。

【０００３】この種の機構を採用する自転車としては、
例えば、多段変速式自転車が存在する。かかる多段変速
式自転車においては、後輪の回転軸と同軸に複数個の後
輪ギアが配設されるとともに、ペダルの回転力を受ける
車軸と同軸に複数個のペダルギアが配設され、後輪ギア
とペダルギアとの間に掛装されたチェーンを介して、ペ
ダルにより回転される車軸の回転力をペダルギア、チェ
ーンから後輪ギアに伝達するように構成されている。そ
して、チェーンが噛合される後輪ギアとペダルギアとを
選択するギア選択機構が設けられており、このギア選択
機構により後輪ギアとペダルギアの組み合わせを選択し
て自由に双方のギア間におけるギア比を選択できる。

【０００４】ここで、説明の便宜のため及び理解を容易
にするため、前記従来の多段変速式自転車にて採用され
ている機構において、所定のギア歯数Ａを有する１つの
ペダルギアが選択されており、各種のギア歯数を有する
後輪ギアから１つの後輪ギアを選択する場合を考える。

【０００５】例えば、ペダルギアのギア歯数Ａよりも少
ないギア歯数Ｂの後輪ギアが選択された場合、ペダルギ
アの１回転させると後輪ギアはＡ／Ｂ（１以上）回転す
ることから、速く進むことができる一方、ペダルを踏ん
でペダルクランクを回転させるには大きな力が必要とな
る。このような後輪ギアの選択は、平坦路や下り坂を走
行する場合には有利となる。

【０００６】これに対して、選択される後輪ギアのギア
歯数Ｂがペダルギアのギア歯数Ａに近接したり、後輪ギ
アのギア歯数Ｂがペダルギアのギア歯数Ａよりも大きい
場合には、ペダルギアを１回転させると後輪ギアはＡ／
Ｂ（１の近傍値又は１以下）回転しかせず、速く進むこ
とができないが、一方、ペダルクランクを回転させるに
つき小さな力しか必要としない。このような後輪ギアの
選択は、登り坂等の傾斜路を走行する場合に有利とな
る。

【０００７】また、近年、ペダルクランクを回転させる
トルクの一部を電動モータ等の補助動力によってアシス
トする機能を備えた自転車が実用化されている。かかる
自転車において、電動モータは、ペダルクランクの回転
トルクが小さい平坦路や下り坂では、小さい補助力をも
ってペダルクランクの回転をアシストし、また、ペダル
クランクの回転トルクが大きい登り坂等の傾斜路では、
回転トルクが大きくなるに従って大きな補助力をもって
ペダルクランクの回転をアシストするように構成されて
いる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た従来の多段変速式自転車では、登り坂等の傾斜路を走
行する場合、後輪ギアのギア歯数がペダルギアのギア歯
数と同程度か又は大きくなるように後輪ギアを選択すれ
ば、小さな力でペダルクランクを回転させて傾斜路の登
坂が可能とはなるものの、ペダルギアのギア歯数と後輪
ギアのギア歯数との関係からペダルクランクによるペダ
ルギアの１回転に対応する後輪ギアの回転量は小さいこ
とから、速く進むことができない。このとき、ペダルク
ランクの回転数を増加させれば速く進むことができる
が、かかる場合には疲労を招来することとなる。このよ
うに、従来の多段変速式自転車では、小さい力で軽くペ
ダルクランクを回転させるだけで走行スピードを低下さ
せることなく登り坂等の傾斜路を走行することはできな
いものである。

【０００９】また、電動モータによるアシスト機能を備
えた自転車においては、電動モータやモータに電力を供
給するためのバッテリ等の特殊な部品を搭載する必要が
あり、これらの装備が全く不要な従来の自転車に比し
て、必然的に製品価格が高くなるとともに、自転車の自
重も重くなるという問題があり、日常の取扱いに不便を
来たすことになる。

【００１０】そして、アシスト機能を使用するために
は、日常的にバッテリへの充電作業が必要となり、取扱
いが煩雑であると共に、一回の充電で走行できる距離に
限界があり、移動距離が制約されるという問題もある。
また、モータ、バッテリ等の動力系が故障した場合、特
殊部品であるため通常の自転車店では対応できず、メー
カ指定の代理店等への輸送が必要となり、手続き、コス
ト、修理時間等不便な点が多い。以上のように電動モー
タによるアシスト機能を備えた自転車においては、製品
価格が高価であり、自重も重く取扱いに不便で、走行距
離の制約、維持管理の煩雑さ等にも手間がかかるという
問題があり、使い勝手の悪いものである。

【００１１】本発明は、前記従来の問題点を解消するた
めになされたものであり、ペダルを介して車軸を回転す
る際に、車軸とペダル間の距離を伸縮させる伸縮機構を
設けることにより、変速ギア等の複雑な機構や電動モー
タ等の補助動力を何ら必要とすることなく極めて安価且
つ単純な構造に基づき、小さいペダル回転力をもって車
軸を回転させることが可能であり、もって登り坂等の傾
斜路であっても疲労することなく楽に登坂することが可
能なペダルクランク装置及びその装置を備えた自転車を
提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
請求項１に係るペダルクランク装置は、自転車の車軸に
取り付けられる第１クランク部材と、前記第１クランク
部材に対して摺動可能に配置され、一端側にペダルを有
する第２クランク部材と、前記第２クランク部材のペダ
ルを介して車軸を回転する際に、第１クランク部材に対
する第２クランク部材の摺動量を規制しつつ車軸とペダ
ル間の距離を伸縮する伸縮機構とを備えたことを特徴と
する。かかる請求項１のペダルクランク装置では、第２
クランク部材のペダルを介して車軸を回転する際に、伸
縮機構の作用に基づき、第１クランク部材と第２クラン
ク部材の摺動量を規制しつつ車軸とペダル間の距離が伸
縮されるので、ペダルを踏み込んだ時に第２クランク部
材を摺動させて車軸とペダル間の距離を伸張させること
により、小さいペダル回転力をもって車軸を回転させる
ことが可能となり、これより登り坂等の傾斜路であって
も疲労することなく楽に登坂することが可能となる。

【００１３】また、請求項２に係るペダルクランク装置
は、請求項１のペダルクランク装置において、前記伸縮
機構は、前記ペダルが取り付けられた第２クランク部材
の他端側に設けられたフォロア部材と、前記車軸の近傍
位置に固定され、前記フォロア部材を遊嵌しながらガイ
ドするガイド溝が形成されたガイド部材とを備え、前記
第１クランク部材に対する第２クランク部材の摺動量
は、車軸が回転される際にフォロア部材がガイド部材の
ガイド溝に沿ってガイドされることに基づいて規制され
ることを特徴とする。請求項２のペダルクランク装置で
は、第１クランク部材に対する第２クランク部材の摺動
量は、車軸が回転される際にフォロア部材がガイド部材
のガイド溝に沿ってガイドされることに基づいて規制さ
れることから、フォロア部材とガイド溝との協働作用に
基づき、車軸とペダル間の距離の伸縮量をガイド溝の形
状に従って自在に設定することが可能となる。

【００１４】更に、請求項３に係るペダルクランク装置
は、請求項２のペダルクランク装置において、前記ガイ
ド部材のガイド溝は、フォロア部材と車軸との距離を変
化させつつ規制する少なくとも２つの第１ガイド部及び
第２ガイド部を有し、前記フォロア部材が第１ガイド部
を介してガイドされる際における車軸とペダル間の距離
は、フォロア部材が第２ガイド部を介してガイドされる
際における車軸とペダル間の距離よりも大きいことを特
徴とする。請求項３のペダルクランク装置では、フォロ
ア部材が第１ガイド部を介してガイドされてペダルが回
転動作される際における車軸とペダル間の距離は、フォ
ロア部材が第２ガイド部を介してガイドされる際におけ
る車軸とペダル間の距離よりも大きくされていることか
ら、ペダルの回転動作時に、フォロア部材が第１ガイド
部によりガイドされると、第２クランク部材は第１クラ
ンク部材に対して伸張する方向に摺動され、また、フォ
ロア部材が第２ガイド部によりガイドされると、第２ク
ランク部材は第１クランク部材に対して縮む方向に摺動
される。これにより、ペダルを踏み込んだ時に第１ガイ
ド部の作用に基づき第２クランク部材を伸張する方向に
摺動させて車軸とペダル間の距離を伸張させることによ
り、小さいペダル回転力をもって車軸を回転させること
が可能となり、登り坂等の傾斜路であっても疲労するこ
となく楽に登坂することが可能となる。尚、第２ガイド
部の作用に基づき第２クランク部材を縮む方向に摺動さ
せると、車軸とペダル間の距離は縮小される。

【００１５】また、請求項４に係るペダルクランク装置
は、請求項１のペダルクランク装置において、前記伸縮
機構は、周囲に所定形状のカム面が形成され、前記車軸
の近傍に固定されるカム部材と、前記第２クランク部材
の他端側に設けられるフォロア部材と、前記第１クラン
ク部材に配設され、前記フォロア部材を付勢してカム部
材のカム面に周接させる付勢部材とを備えたことを特徴
とする。請求項４のペダルクランク装置では、第１クラ
ンク部材に対する第２クランク部材の摺動量は、車軸が
回転される際に付勢部材を介してフォロア部材がカム部
材のカム面に周接されることに基づいて規制されること
から、フォロア部材とカム部材のカム面との協働作用に
基づき、車軸とペダル間の距離の伸縮量をカム部材のカ
ム面の形状に従って自在に設定することが可能となる。

【００１６】更に、請求項５に係るペダルクランク装置
は、請求項４のペダルクランク装置において、前記カム
部材のカム面は、フォロア部材と車軸との距離を変化さ
せつつ規制する少なくとも２つの第１カム面及び第２カ
ム面を有し、前記フォロア部材が第１カム面に当接した
際における車軸とペダル間の距離は、フォロア部材が第
２カム面に当接した際における車軸とペダル間の距離よ
りも大きいことを特徴とする。請求項５のペダルクラン
ク装置では、フォロア部材が第１カム面に周接されてペ
ダルが回転動作される際における車軸とペダル間の距離
は、フォロア部材が第２カム面に周接される際における
車軸とペダル間の距離よりも大きくされていることか
ら、ペダルの回転動作時に、フォロア部材が第１カム面
に周接されると、第２クランク部材が伸張する方向に摺
動され、また、フォロア部材が第２カム面に周接される
と第２クランク部材が縮む方向に摺動される。これによ
り、ペダルを踏み込んだ時に第１カム面の作用に基づき
第２クランク部材を伸張する方向に摺動させて車軸とペ
ダル間の距離を伸張させることにより、小さいペダル回
転力をもって車軸を回転させることが可能となり、これ
より登り坂等の傾斜路であっても疲労することなく楽に
登坂することが可能となる。尚、第２カム面の作用に基
づき第２クランク部材を縮む方向に摺動させると、車軸
とペダル間の距離は縮小される。

【００１７】また、請求項６に係る自転車は、フレーム
本体に回転可能に取り付けられた前輪及び後輪と、前記
前輪と後輪の間でフレーム本体に取り付けられた車軸
と、前記車軸に取り付けられたペダルクランク装置と、
前記ペダルクランク装置により車軸を回転させた際に発
生する回転力を後輪に伝達する伝達部材とを有する自転
車において、前記ペダルクランク装置は、前記車軸に取
り付けられる第１クランク部材と、前記第１クランク部
材に対して摺動可能に配置され、一端側にペダルを有す
る第２クランク部材と、前記第２クランク部材のペダル
を介して車軸を回転する際に、第１クランク部材に対す
る第２クランク部材の摺動量を規制しつつ車軸とペダル
間の距離を伸縮する伸縮機構とを備えたことを特徴とす
る。請求項６の自転車では、そのペダルクランク装置に
おいて、第２クランク部材のペダルを介して車軸を回転
する際に、伸縮機構の作用に基づき、第１クランク部材
と第２クランク部材の摺動量を規制しつつ車軸とペダル
間の距離が伸縮されるので、ペダルを踏み込んだ時に第
２クランク部材を摺動させて車軸とペダル間の距離を伸
張させることにより、小さいペダル回転力をもって車軸
を回転させることが可能となり、これより登り坂等の傾
斜路であっても疲労することなく楽に登坂することが可
能となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係るペダルクラン
ク装置について、本発明を具体化した実施形態に基づ
き、図面を参照しつつ詳細に説明する。

【００１９】先ず、本発明の第１実施形態に係るペダル
クランク装置について図１乃至図４、図９に基づき説明
する。図１は第１実施形態のペダルクランク装置を備え
た自転車の概略斜視図、図２（ａ）は第１実施形態のペ
ダルクランク装置を自転車の進行方向に対して左側に取
り付けた状態を示す側面図、図２（ｂ）は第１実施形態
のペダルクランク装置を自転車の進行方向に対して右側
に取り付けた状態を示す側面図、図３は第１実施形態の
ペダルクランク装置の伸縮機構を実現するガイド部材の
側面図、図４は図３におけるＡ−Ａ’線乃至Ｄ−Ｄ’線
で切断して示すペダルクランク装置における伸縮機構の
断面図、及び、図９は自転車における動力の伝達作用を
説明するための概念図である。

【００２０】ここで、ペダルクランク装置の説明に先だ
って、ペダルクランク装置が取り付けられる自転車につ
いて図１に基づき簡単に説明する。図１において、自転
車６０はフレーム本体６１を有し、かかるフレーム本体
６１には前輪５４及び後輪５５が回転可能に取り付けら
れている。また、前輪５４と後輪５５との間でフレーム
本体６１の下方には車軸５１（後述する）が設けられて
おり、この車軸５１に対してペダルクランク装置１が着
脱可能に取り付けられる。ペダルクランク装置１は、車
軸５１の両側に着脱可能に取り付けられる一対のクラン
ク２を有しており、また、車軸５１の両側でその近傍位
置には、各クランク２を挿通するように後述するガイド
部材５が配置されている。各クランク２の外側端部には
ペダル５２が取り付けられている。車軸５１には、ペダ
ルギア５６（図９参照）が同軸に固定されており、ま
た、後輪５５の軸には後輪ギア５７（図９参照）が固定
されている。そして、ペダルギア５６と後輪ギア５７と
の間には、チェーン６２が掛装されている。

【００２１】前記構成において、ペダルクランク装置１
のペダル５２を踏み込んで各クランク２を回転させる
と、その回転力がペダルギア５６からチェーン６２を介
して後輪ギア５７に伝達され、これより走行が可能とな
るものである。尚、前記したペダルクランク装置１の作
用等については後述する。

【００２２】前記ペダルクランク装置１を自転車６０に
取り付けるには、図２に示すように、簡便なネジ止め等
の方法によりフレーム本体６１等へ取付ける構造となっ
ており、ドライバー、レンチ等の工具さえあれば、各家
庭において従来の自転車６０へ簡単に取付けが可能であ
る。具体的に説明すると、自転車６０の進行方向（矢印
Ａで示す）に対して左側のペダルクランク装置１をフレ
ーム本体６１に取り付けるには、図２（ａ）に示すよう
に、Ｕ字状等の取付金具を使用して車軸５１と前輪支持
フレームとを連結するフレーム６１Ａ、車軸５１と後輪
の軸とを連結するフレーム６１Ｂ、及び、車軸５１とサ
ドル６３とを連結するフレーム６１Ｃのそれぞれにガイ
ド部材５をネジ６４を介してネジ止め固定し、また、ガ
イド部材５の略中央部に形成された挿通孔８（図３参
照）を介してクランク２を車軸５１に取り付ける。尚、
ガイド部材５は、金属、樹脂等の各種の材料から形成可
能であるが、例えば、軽量で且つ強靱な強化プラスチッ
クから形成される場合には、低コストで簡単に形成する
ことが可能である。

【００２３】更に、自転車６０の進行方向（矢印Ｂで示
す）に対して右側のペダルクランク装置１をフレーム本
体６１に取り付ける場合には、図２（ｂ）に示すよう
に、チェーン６２を保護するチェーンカバー５３がフレ
ーム本体に取り付けられていることから、前記と同様の
ネジ６４を介してガイド部材５をチェーンカバー５３に
ネジ止め固定し、また、ガイド部材５の略中央部の挿通
孔８を介してクランク２を車軸５１に取り付ける。

【００２４】ここに、各クランク２は、図２に示すよう
に、車軸５１に取り付けられる第１クランク部材３、及
び、第１クランク部材３に対して摺動可能に配置される
第２クランク部材４から構成されている。第２クランク
部材４の一端側にはペダル５２が取り付けられ、他端側
にはフォロア部材７が設けられている。また、ガイド部
材５の内側周囲にはガイド溝６が形成されており、かか
るガイド溝６には第２クランク部材４のフォロア部材７
が遊嵌される。フォロア部材７は、第１クランク部材３
に対して第２クランク部材４が摺動する際に、ガイド溝
６に沿ってガイドされるものである。尚、第１クランク
部材３と第２クランク部材４とを相互に摺動可能にする
構成としては、例えば、第１クランク部材３と第２クラ
ンク部材４の双方を筒状に形成し、第２クランク部材４
の筒径を第１クランク部材３の筒径よりも小さくして第
２クランク部材４を第１クランク部材３内に挿嵌するよ
うにすればよい。その他、第１クランク部材３と第２ク
ランク部材４との摺動機構については各種の機構を採用
することができる。

【００２５】尚、第２クランク部材４のフォロア部材７
は、前記したようにガイド部材５をフレーム本体６１に
ネジ止め固定した後クランク２を車軸５１に取り付ける
際に、第１クランク部材３に対する第２クランク部材４
の摺動量を調節しながらガイド溝６内部に遊嵌される。

【００２６】次に、前記のように構成されたペダルクラ
ンク装置１の作用について図２乃至図４に基づき説明す
る。ペダル５２を踏み込むことによりクランク２を回転
させると、その回転に従って第２クランク部材４のフォ
ロア部材７は、ガイド部材５のガイド溝６に沿ってガイ
ドされる。このとき、ガイド溝６の形状は、図２、図３
に示すように長円形状に形成されており、フォロア部材
７がガイド溝６に沿ってガイドされる際にフォロア部材
７と車軸５１との間の距離は、変化されることとなり、
また、フォロア部材７を有する第２クランク部材４は第
１クランク部材３に対して摺動可能にされているので、
フォロア部材７がガイド溝６に沿って移動するに従って
ペダル５２と車軸５１間の距離も伸縮する。この間、第
１クランク部材３に対する第２クランク部材４の摺動量
は、フォロア部材７がガイド溝６に沿ってガイドされる
ことに基づき規制されることとなる。

【００２７】次に、ガイド溝６の詳細な構成について図
３に基づき説明する。ここで、ガイド溝６について、車
軸５１の中心Ｏを通り長円形状の短軸に対応するＡ−
Ａ’線、同様に車軸５１の中心Ｏを通り長円形状の長軸
に対応するＣ−Ｃ’線、車軸５１の中心Ｏを通りＡ−
Ａ’線及びＣ−Ｃ’線に対して４５度で交差する２つの
Ｂ−Ｂ’線及びＤ−Ｄ’線を想定し、Ｂ−Ｂ’線とＤ−
Ｄ’線とで区画されるガイド溝６の範囲の内、長軸方向
に存在する２つの範囲（Ｃ−Ｃ’線を含む範囲）を第１
ガイド部６５とし、また、短軸方向に存在する２つの範
囲（Ａ−Ａ’線を含む範囲）を第２ガイド部６６とす
る。

【００２８】ガイド溝６は、Ａ−Ａ’線、Ｃ−Ｃ’線に
対して、それぞれ左右対称、上下対称の形状を有してお
り、これより各第１ガイド部６５はＡ−Ａ’線に関して
相互に対称であり、また、各第２ガイド部６６はＣ−
Ｃ’線に関して相互に対称である。ここに、ペダル５２
を踏み込んでクランク２を回転させる際に、フォロア部
材７が、図３中の各Ａ−Ａ’線、Ｂ−Ｂ’線、Ｃ−Ｃ’
線Ｄ−Ｄ’線に関して、Ａ位置からＢ、Ｃ、Ｄ、Ａ’
Ｂ’Ｃ’、Ｄ’の順に時計方向にガイド溝６に沿って移
動するものとする。このとき、フォロア部材７の中心が
Ｐで示され、その軌跡がガイド溝６の中央に点線で示さ
れている。また、車軸５１の中心をＯとする。

【００２９】先ず、フォロア部材７がＡ位置にある場
合、フォロア部材７の中心Ｐと車軸５１の中心Ｏ間の距
離はＬ１であり、この距離Ｌ１は、フォロア部材７の中
心Ｐと車軸５１の中心Ｏがとりうる最短距離となる。ク
ランク２が回転していくと、フォロア部材７はＡ位置か
らＢ位置に向かって移動し、これに伴いフォロア部材７
の中心Ｐと車軸５１の中心Ｏ間の距離はＬ１から除々に
大きくなり、フォロア部材７がＢ位置に到達した時点で
フォロア部材７の中心Ｐと車軸５１の中心Ｏ間の距離は
Ｌ２となる。

【００３０】フォロア部材７がＢ位置から更に移動して
いくとフォロア部材７と車軸５１間の距離は除々に大き
くなり、フォロア部材７がＣ位置に到達した時点で、フ
ォロア部材７の中心Ｐと車軸５１の中心Ｏ間の距離はＬ
３となる。かかる距離Ｌ３は、各中心Ｐ、Ｏがとりうる
最長距離となる。また、フォロア部材７が更に移動して
いくとフォロア部材７の中心Ｐと車軸５１の中心Ｏ間の
距離は除々に小さくなっていき、Ｄ位置に到達した時点
でＬ２となる。これより、フォロア部材７がガイド溝６
の第１ガイド部６５を移動する際には、フォロア部材７
の中心Ｐと車軸５１の中心Ｏ間の距離は、Ｌ２以上Ｌ３
以下の範囲に規制されることが分かる。

【００３１】フォロア部材７がＤ位置から更に移動して
いくとフォロア部材７の中心Ｐと車軸５１の中心Ｏ間の
距離は除々に小さくなっていき、Ａ’位置に到達した時
点で最短距離Ｌ１となる。更に、フォロア部材７がＡ’
位置から移動していくとフォロア部材７の中心Ｐと車軸
５１の中心Ｏ間の距離は除々に大きくなっていき、Ｂ’
位置に到達した時点でＬ２となる。これより、フォロア
部材７がガイド溝６の第２ガイド部６６を移動する際に
は、フォロア部材７の中心Ｐと車軸５１の中心Ｏ間の距
離は、Ｌ１以上Ｌ２以下の範囲に規制されることが分か
る。ここに、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３間には、Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ
３の関係があることから、フォロア部材７が第１ガイド
部６５を移動する際におけるフォロア部材７の中心Ｐと
車軸５１の中心Ｏ間の距離は、第２ガイド部６６を移動
する際におけるフォロア部材７の中心Ｐと車軸５１の中
心Ｏ間の距離よりも大きいこととなる。

【００３２】フォロア部材７がＢ’位置から更に移動し
ていくとフォロア部材７と車軸５１間の距離は除々に大
きくなり、フォロア部材７がＣ’位置に到達した時点
で、フォロア部材７の中心Ｐと車軸５１の中心Ｏ間の距
離はＬ３となる。かかる距離Ｌ３は、各中心Ｐ、Ｏがと
りうる最長距離となる。また、フォロア部材７が更に移
動していくとフォロア部材７の中心Ｐと車軸５１の中心
Ｏ間の距離は除々に小さくなっていき、Ｄ’位置に到達
した時点でＬ２となる。これより、前記の場合と同様、
フォロア部材７がガイド溝６の第１ガイド部６５を移動
する際には、フォロア部材７の中心Ｐと車軸５１の中心
Ｏ間の距離は、Ｌ２以上Ｌ３以下の範囲に規制されるこ
とが分かる。

【００３３】フォロア部材７がＤ’位置から更に移動し
ていくとフォロア部材７の中心Ｐと車軸５１の中心Ｏ間
の距離は除々に小さくなっていき、Ａ位置に到達した時
点で最短距離Ｌ１となる。更に、フォロア部材７がＡ’
位置から移動していくとフォロア部材７の中心Ｐと車軸
５１の中心Ｏ間の距離は除々に大きくなっていき、Ｂ位
置に到達した時点でＬ２となる。これより、前記の場合
と同様、フォロア部材７がガイド溝６の第２ガイド部６
６を移動する際には、フォロア部材７の中心Ｐと車軸５
１の中心Ｏ間の距離は、Ｌ１以上Ｌ２以下の範囲に規制
されることが分かる。また、前記したように、Ｌ１、Ｌ
２、Ｌ３間には、Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３の関係があることか
ら、フォロア部材７が第１ガイド部６５を移動する際に
おけるフォロア部材７の中心Ｐと車軸５１の中心Ｏ間の
距離は、第２ガイド部６６を移動する際におけるフォロ
ア部材７の中心Ｐと車軸５１の中心Ｏ間の距離よりも大
きいこととなる。

【００３４】続いて、前記したようにフォロア部材７が
ガイド溝６に沿って移動する際に、クランク２において
第１クランク部材３に対する第２クランク部材４の伸縮
動作について図３、図４に基づき説明する。尚、クラン
ク２の長さは、第２クランク部材４のフォロア部材７が
ガイド部材５のガイド溝６を移動するに従って第２クラ
ンク部材４が第１クランク部材３に対して伸縮すること
により、決定される。

【００３５】先ず、フォロア部材７が図３におけるＡ位
置にある場合、フォロア部材７の中心Ｐと車軸５１の中
心Ｏ間の距離はＬ１であり、この距離Ｌ１は、フォロア
部材７の中心Ｐと車軸５１の中心Ｏがとりうる最短距離
であることから、第２クランク部材４は第１クランク部
材３に対して最も縮んだ状態にある。これにより、クラ
ンク２全体の長さは最短となり、ペダル５２と車軸５１
間の距離も最短となる。この状態が図４（ａ）に示され
ている。

【００３６】図４（ａ）の状態からペダル５を踏み込む
と、フォロア７はＢ位置に向かってガイド溝６を移動
し、Ｂ位置に到達した時点でフォロア部材７の中心Ｐと
車軸５１の中心Ｏ間の距離は、距離Ｌ１よりも大きいＬ
２となる。従って、第２クランク部材４は第１クランク
部材３に対して伸張する方向に摺動する。これにより、
クランク２全体の長さは、図４（ａ）に示す状態よりも
少し長くなる。この状態が図４（ｂ）に示されている。
かかる状態は、フォロア部材７が位置Ａから位置Ｃへの
移行途中にあり、フォロア部材７の中心Ｐと車軸５１の
中心Ｏ間の距離が単調に増加していく過程にあるととも
に、ペダル５２を踏み込み始める位置でもあり、踏み込
みにつれてクランク２が次第に長くなっていき、次第に
大きなトルクを得ることができるように構成されてい
る。

【００３７】更に、図４（ｂ）の状態からペダル５に踏
み込むと、フォロア７はＣ位置に向かってガイド溝６を
移動し、Ｃ位置に到達した時点でフォロア部材７の中心
Ｐと車軸５１の中心Ｏ間の距離は、距離Ｌ１、２よりも
大きい最長距離Ｌ３となる。従って、第２クランク部材
４は第１クランク部材３に対して更に伸張する方向に摺
動する。これにより、クランク２全体の長さは、図４
（ｂ）に示す状態よりも長くなって最長状態となる。こ
の状態が図４（ｃ）に示されている。かかる状態は、フ
ォロア部材７が位置Ａから位置Ａ’へ移行する中間位置
にあり、ペダル５２を踏み込む力が最大となる位置であ
る。この時、踏み込み力とクランク２の長さが相俟っ
て、最大のトルクで効率よく走行することができる。

【００３８】更に、図４（ｃ）の状態からペダル５に踏
み込むと、フォロア７はＤ位置に向かってガイド溝６を
移動し、Ｃ位置に到達した時点でフォロア部材７の中心
Ｐと車軸５１の中心Ｏ間の距離は、最長距離Ｌ３よりも
小さい距離Ｌ２となる。従って、第２クランク部材４は
第１クランク部材３に対して縮む方向に摺動する。これ
により、クランク２全体の長さは、図４（ｃ）の状態か
ら図４（ｂ）に示す状態に戻る。かかる状態は、フォロ
ア部材７が位置Ｃから位置Ａ’への移行途中にあり、フ
ォロア部材７の中心Ｐと車軸５１の中心Ｏ間の距離が単
調に減少していく過程にあるが、クランク２は、まだ大
きなトルクを得ることができる長さに設定されている。

【００３９】更に、図４（ｂ）の状態からペダル５に踏
み込むと、フォロア７はＡ’位置に向かってガイド溝６
を移動し、Ａ’位置に到達した時点でフォロア部材７の
中心Ｐと車軸５１の中心Ｏ間の距離は、最短距離Ｌ１と
なる。従って、第２クランク部材４は第１クランク部材
３に対して更に縮む方向に摺動する。これにより、クラ
ンク２全体の長さは、図４（ｂ）の状態から図４（ａ）
に示す状態に戻る。このとき、クランク２全体の長さは
最短となることから、ペダル５２と走行路面との間には
十分な間隙が確保されてており、これよりペダル５２が
走行路面上に存在する石等の障害物に衝突することを確
実に回避することができ、自転車の走行に支障が発生す
ることはない。

【００４０】更に、図４（ａ）の状態からペダル５に踏
み込むと、フォロア７はＢ’位置に向かってガイド溝６
を移動し、Ｂ’位置に到達した時点でフォロア部材７の
中心Ｐと車軸５１の中心Ｏ間の距離は、距離Ｌ１よりも
大きいＬ２となる。従って、第２クランク部材４は第１
クランク部材３に対して伸張する方向に摺動する。これ
により、クランク２全体の長さは、図４（ａ）に示す状
態よりも少し長い図４（ｂ）に示す状態となる。かかる
状態は、フォロア部材７が位置Ａ’から位置Ｃ’への移
行途中にあり、フォロア部材７の中心Ｐと車軸５１の中
心Ｏ間の距離が単調に増加していく過程にあるととも
に、ペダル５２を後方へけり込む位置でもあり、けり込
みにつれてクランク２が次第に長くなっていき、次第に
大きなトルクを得ることができるように構成されてい
る。

【００４１】更に、図４（ｂ）の状態からペダル５に踏
み込むと、フォロア７はＣ’位置に向かってガイド溝６
を移動し、Ｃ’位置に到達した時点でフォロア部材７の
中心Ｐと車軸５１の中心Ｏ間の距離は、距離Ｌ１、２よ
りも大きい最長距離Ｌ３となる。従って、第２クランク
部材４は第１クランク部材３に対して更に伸張する方向
に摺動する。これにより、クランク２全体の長さは、図
４（ｂ）に示す状態よりも長い最長状態である図４
（ｃ）に示す状態となる。かかる状態は、フォロア部材
７が位置Ａ’から位置Ａ’へ移行する中間位置にあり、
スポーツタイプの自転車のようにペダル５２に、足の甲
を覆うサポートのあるタイプでは、ペダル５２を引き上
げる力が最大となる位置でもある。この時、踏み込み力
とクランク２の長さが相俟って、最大のトルクで効率よ
く走行することができる。

【００４２】更に、図４（ｃ）の状態からペダル５に踏
み込むと、フォロア７はＤ’位置に向かってガイド溝６
を移動し、Ｄ’位置に到達した時点でフォロア部材７の
中心Ｐと車軸５１の中心Ｏ間の距離は、最長距離Ｌ３よ
りも小さい距離Ｌ２となる。従って、第２クランク部材
４は第１クランク部材３に対して縮む方向に摺動する。
これにより、クランク２全体の長さは、図４（ｃ）の状
態から図４（ｂ）に示す状態に戻る。かかる状態は、フ
ォロア部材７が位置Ｃ’から位置Ａへの移行途中にあ
り、フォロア部材７の中心Ｐと車軸５１の中心Ｏ間の距
離が単調に減少していく過程にあるが、クランク２は、
まだ大きなトルクを得ることができる長さに設定されて
いる。

【００４３】更に、図４（ｂ）の状態からペダル５に踏
み込むと、フォロア７はＡ位置に向かってガイド溝６を
移動し、Ａ位置に到達した時点でフォロア部材７の中心
Ｐと車軸５１の中心Ｏ間の距離は、最短距離Ｌ１とな
る。従って、第２クランク部材４は第１クランク部材３
に対して更に縮む方向に摺動する。これにより、クラン
ク２全体の長さは、図４（ｂ）の状態から図４（ａ）に
示す状態に戻る。

【００４４】そして、クランク２の連続的に回転してい
けば、前記した動作が繰り返して行われるものである。

【００４５】次に、図９を参照しながら前記ペダルクラ
ンク機構１により得られるトルクについて検討する。フ
ォロア部材７がガイド溝６にて図３中の位置Ｃ或いは位
置Ｃ’にある場合、図４（ｃ）において示すようにクラ
ンク部２全体が伸長しており、ペダル５２と車軸５１間
の距離は、従来の自転車におけるペダル５２と車軸５１
間の距離ｒｐよりも長いｒｐ１となる。ここで、車軸５
１からペダルギア５６までの径ｒ０、ペダル５２の回転
のための負荷ｆｐ、後輪ギア５７の径ｒ１として、トル
ク（回転モーメント）の関係式より、ペダルギア５６に
かかる回転の力ｆ０１、及び、後輪５５のトルクＴ１１
を計算すると、ｆ０１＝ｒｐ１×ｆｐ／ｒ０となり、ま
た、Ｔ１１＝Ｆ×Ｒ＝ｒ１×ｆ０１＝ｒ１×ｒｐ１×ｆ
ｐ／ｒ０となって、かかるトルクが後輪５５にかかるこ
ととなる。このとき、クランク２の長さ（ペダル５２の
回転径）が従来の自転車より長く構成されているため
（ｒｐ１＞ｒｐ）、極めて簡単な機構によって、従来の
ペダルクランク装置と比較して大きなトルクを得ること
ができる。

【００４６】以上説明した通り第１実施形態に係るペダ
ルクランク装置１では、第２クランク部材４のペダル５
２を介して車軸５１を回転する際に、ガイド溝６を有す
るカム部材５とフォロア部材７とから基本的に構成され
る伸縮機構の作用に基づき、第１クランク部材３と第２
クランク部材４の摺動量を規制しつつ車軸５１とペダル
５２間の距離が伸縮されるので、ペダル５２を踏み込ん
だ時に第２クランク部材４を摺動させて車軸５１とペダ
ル５２間の距離を伸張させることにより、小さいペダル
回転力をもって車軸５１を回転させることが可能とな
り、これより登り坂等の傾斜路であっても疲労すること
なく楽に登坂することができる。

【００４７】また、第１クランク部材３に対する第２ク
ランク部材４の摺動量は、車軸５１が回転される際にフ
ォロア部材７がガイド部材５のガイド溝６に沿ってガイ
ドされることに基づいて規制されることから、フォロア
部材７とガイド溝６との協働作用に基づき、車軸５１と
ペダル５２間の距離の伸縮量をガイド溝６の形状に従っ
て自在に設定することができる。

【００４８】更に、フォロア部材７がガイド溝６におけ
る第１ガイド部６５を介してガイドされて、ペダル５２
が回転動作される際における車軸５１とペダル５２間の
距離は、フォロア部材７が第２ガイド部６６を介してガ
イドされる際における車軸５１とペダル５２間の距離よ
りも大きくされていることから、ペダル５２の回転動作
時に、フォロア部材７が第１ガイド部６５によりガイド
されると、第２クランク部材４は第１クランク部材３に
対して伸張する方向に摺動され、また、フォロア部材７
が第２ガイド部６６によりガイドされると、第２クラン
ク部材４は第１クランク部材３に対して縮む方向に摺動
される。これにより、ペダル５２を踏み込んだ時に第１
ガイド部６５の作用に基づき第２クランク部材４を伸張
する方向に摺動させて車軸５１とペダル５２間の距離を
伸張させることにより、小さいペダル回転力をもって車
軸５１を回転させることが可能となり、登り坂等の傾斜
路であっても疲労することなく楽に登坂することができ
る。

【００４９】また、前記ペダルクランク装置１を自転車
６０に装備することにより、ペダル５２を踏み込んだ時
に第２クランク部材４を摺動させて車軸５１とペダル５
２間の距離を伸張させることにより、小さいペダル回転
力をもって車軸５１を回転させることが可能であり、登
り坂等の傾斜路であっても疲労することなく楽に登坂す
ることが可能な自転車を実現することができる。

【００５０】尚、前記第１実施形態のペダルクランク装
置１では、ガイド部材５を左右及び上下にて対称な長円
形状に形成し、ガイド溝６も同様な長円形状に形成する
ように構成されているが、ガイド部材５、ガイド溝６は
長円形状に形成される必要はなく、必要に応じて各種の
形状に形成することが可能である。例えば、図５に示す
ように、卵形形状に形成し、車軸５１の中心Ｏを偏心さ
せるように構成してもよい。図５は第１実施形態に係る
ペダルクランク装置の伸縮機構を実現する他のガイド部
材を示す側面図及び断面図であり、ガイド部材５は、Ｃ
−Ｃ’線に関して上下対称であり、また、Ｂ−Ｂ’線と
Ｄ−Ｄ’線とはＣ−Ｃ’線に関して対称の関係にある。

【００５１】ここに、フォロア部材７がＡ位置にある場
合におけるフォロア部材の中心Ｐと車軸５１の中心Ｏ間
の距離、及び、フォロア部材７がＡ’位置にある場合に
おけるフォロア部材７の中心Ｐと車軸５１の中心Ｏ間の
距離は、共にＬ４で同一である。一方、フォロア部材７
がＢ位置にある場合におけるフォロア部材７の中心Ｐと
車軸５１の中心Ｏ間の距離はＬ５であり、フォロア部材
７がＢ’位置にある場合におけるフォロア部材７の中心
Ｐと車軸５１の中心Ｏ間の距離Ｌ５’よりも大きい。更
に、フォロア部材７がＣ位置にある場合におけるフォロ
ア部材７の中心Ｐと車軸５１の中心Ｏ間の距離はＬ６で
あり、フォロア部材７がＣ’位置にある場合におけるフ
ォロア部材７の中心Ｐと車軸５１の中心Ｏ間の距離Ｌ
６’よりも大きい。また、フォロア部材７がＤ位置にあ
る場合におけるフォロア部材７の中心Ｐと車軸５１の中
心Ｏ間の距離は、Ｂ−Ｂ’線との対称関係に基づき、Ｌ
５であり、フォロア部材７がＤ’位置にある場合におけ
るフォロア部材７の中心Ｐと車軸５１の中心Ｏ間の距離
Ｌ５’よりも大きい。また、前記各距離間には、図５に
示すように、Ｌ６＞Ｌ５＞Ｌ４＞Ｌ５’≧Ｌ６’の関係
がある。尚、フォロア部材７がＢ位置からＣ位置を経て
Ｄ位置まで移動する間のガイド溝６の範囲を第１ガイド
部６７、フォロア部材７がＤ位置からＡ’位置を経て
Ｂ’位置まで移動する間のガイド溝６の範囲及びＤ’位
置からＡ位置を経てＢ位置まで移動する間のガイド溝６
の範囲を第２ガイド部６８、フォロア部材７がＢ’位置
からＣ’位置を経てＤ’位置まで移動する間のガイド溝
６の範囲を第３ガイド部６９とする。

【００５２】前記構成に基づけば、フォロア部材７がＡ
位置からＢ位置を経てＣ位置までガイド溝６を移動する
と、フォロア部材７の中心Ｐと車軸５１の中心Ｏ間の距
離は、Ｌ４からＬ６まで大きくなり、従って、クランク
２における第２クランク部材４は第１クランク部材３に
対して伸張する方向に摺動してクランク２全体の長さが
大きくなる。一方、フォロア部材７がＣ位置からＤ位置
を経てＡ’位置までガイド溝６を移動すると、フォロア
部材７の中心Ｐと車軸５１の中心Ｏ間の距離は、Ｌ６か
らＬ４まで小さくなり、従って、クランク２における第
２クランク部材４は第１クランク部材３に対して縮む方
向に摺動してクランク２全体の長さが小さくなる。

【００５３】また、フォロア部材７がＡ’位置からＢ’
位置を経てＣ’位置までガイド溝６を移動すると、フォ
ロア部材７の中心Ｐと車軸５１の中心Ｏ間の距離は、Ｌ
４からＬ５’、Ｌ６’まで、又は、Ｌ４からＬ５’より
も小さいＬ６’まで小さくなり、従って、クランク２に
おける第２クランク部材４は第１クランク部材３に対し
て更に縮む方向に摺動してクランク２全体の長さは更に
小さくなる。一方、フォロア部材７がＣ’位置からＤ’
位置を経てＡ位置までガイド溝６を移動すると、フォロ
ア部材７の中心Ｐと車軸５１の中心Ｏ間の距離は、Ｌ
６’、Ｌ５’からＬ４まで、又は、Ｌ６’からＬ５’よ
りも大きいＬ４まで大きくなり、従って、クランク２に
おける第２クランク部材４は第１クランク部材３に対し
て伸張する方向に摺動してクランク２全体の長さは若干
大きくなる。

【００５４】前記したところから図５に示すガイド部材
５をペダルクランク装置１に使用した場合においても、
前記第１実施形態の場合と同様の効果が得られることは
明らかである。

【００５５】尚、ガイド部材５としては、前記卵形形状
の他に、更に楕円、多角形、車軸５１に対して偏芯した
円形等、車軸５１からの距離を適当に伸縮させて設定で
きれば、任意の形状で同様の効果を得ることができる。
また、フォロア部材７とカム部材５のガイド溝６とによ
り第２クランク部材４の伸縮量を規制するように構成さ
れているが、かかる組合せに限定されることなく、例え
ば、レール状の誘導部分とレールに嵌合されるクランク
誘導体とを組み合わせた態様のものでもよい。そして、
レール状の誘導部分の形状についても車軸５１との距離
を適当に伸縮させて設定できれば、任意の形状で同様の
効果を得ることができる次に、本発明の第２実施形態に
係るペダルクランク装置について図６乃至図９に基づき
説明する。図６は第２実施形態に係るペダルクランク装
置の伸縮機構の側面図、図７はペダルクランク装置にお
けるカム板とフォロア部材との関係を模式的に示す説明
図、図８はフォロア部材がカム板の第１カム面と第２カ
ム面に周接した状態における伸縮機構の説明図である。
尚、第１実施形態におけると同一の部材、要素等につい
ては同一番号を付して説明する。

【００５６】先ず、第２実施形態に係るペダルクランク
装置の概略構成について説明する。図６において、ペダ
ルクランク装置２１は、前記第１実施形態の場合と同
様、自転車６０のフレーム本体６１、及び、チェーンカ
バー５３に取り付けられるカム板２５を有しており、カ
ム板２５に設けられた挿通孔２８を介して挿通された車
軸５１に対してクランク２２が着脱可能に取り付けられ
ている。ここに、クランク２２は、車軸５１に固定され
る第１クランク部材２３、及び、第１クランク部材２３
に対して摺動可能に配置された第２クランク部材２４と
から構成されている。尚、第１クランク部材２３に対し
て第２クランク部材２４を摺動可能に連結する構成につ
いては、前記第１実施形態の場合と同様である。

【００５７】第１クランク部材２３において、車軸５１
と反対側端部に形成されたバネ係止片２３Ａ（図８参
照）が設けられている。また、第２クランク部材２４に
おいて、ペダル５２側と反対側端部には、フォロア軸２
７Ａを介してフォロア部材２７が固定されている。そし
て、第１クランク部材２３のバネ係止片２３Ａとフォロ
ア軸２７Ａとの間には、図６、図８に示すように、圧縮
バネ３０が介挿されている。尚、第１クランク部材２３
には、第２クランク部材２４のフォロア軸２７Ａを案内
する案内溝（図示せず）が形成されている。

【００５８】カム板２５の周囲にはカム面が形成されて
おり、かかるカム面は、車軸５１から一定の距離だけ離
間した第１カム面２６Ａ、及び、車軸５１からの距離が
第１カム面２６Ａの距離よりも小さく設定された第２カ
ム面２６Ｂを有する。そして、フォロア部材２７は、フ
ォロア軸２９Ａとバネ係止片２３Ａとの間に介挿された
圧縮バネ３０を介してカム板２５の第１カム面２６Ａ又
は第２カム面２６Ｂに押圧接触されている。尚、第２カ
ム面２６Ｂは、ペダル５２が最下点位置に存在する場合
に対応している。

【００５９】前記構成を有するペダルクランク装置２１
において、ペダル５２を踏み込んでクランク２２を回転
させて車軸５１を回転駆動する際、第２クランク部材２
４に取り付けられたフォロア部材２７は、圧縮バネ３０
の付勢力に基づいて、常時カム板２５の第１カム面２６
Ａ、第２カム面２６Ｂに周接される。このとき、第２ク
ランク部材２４は、第１クランク部材２３に対して摺動
可能に配置されていることから、第２クランク部材２４
は、カム板２５の第１カム面２６Ａ、第２カム面２６Ｂ
の形状に対応してフォロア部材２７と車軸５１間の距離
が変化するに従って、伸縮動作を行うこととなる。

【００６０】かかる第１クランク部材２３に対する第２
クランク部材２４の伸縮動作について図７、図８に基づ
き説明する。先ず、ペダル５２が、図７（ａ）に示すよ
うに、最下点位置にある場合には、フォロア部材２７は
カム板２５の第２カム面２６Ｂに当接接触している。こ
のとき、圧縮バネ３０は、図８（ａ）に示すように、フ
ォロア軸２７Ａを介してフォロア部材２７を第２カム面
２６Ｂに押圧して伸びた状態にあり、かかる圧縮バネ３
０の付勢力に基づき第２クランク部材２４は車軸５１側
に付勢されて第１クランク部材２３内部で車軸５１側に
摺動する。これにより、クランク２２全体の長さは縮む
こととなる。このようにクランク２２の長さが縮んだ状
態においては、ペダル５２と走行路面との間には充分な
間隙が確保されており、従って、ペダル５２が走行路面
上に存在する石等の障害物に衝突することを確実に防止
することができ、自転車の走行上に支障が発生すること
はない。

【００６１】また、ペダル５２が最下点位置を超えて踏
み込まれることにより、フォロア部材２７が第２カム面
２６Ｂから移動していくと、フォロア部材２７と車軸５
１間の距離は除々に大きくなっていき、やがてフォロア
部材２７は、図７（ｂ）に示すように、第１カム面２６
Ａに当接接触するようになる。このとき、圧縮バネ３０
は、図８（ｂ）に示すように、フォロア軸２７Ａを介し
てフォロア部材２７を第１カム面２６Ａに押圧してお
り、その付勢力に抗して圧縮された状態にある。これに
基づき、第２クランク部材２４は車軸５１とは反対側に
向かって第１クランク部材２３内部で摺動する。これに
より、クランク２２全体の長さは伸張することとなる。
このようにクランク２２の長さが伸張された状態におい
ては、ペダル５２の踏み込み力を変えることなく大きな
トルクを得ることができ、この結果、小さいペダル５２
の回転力をもって車軸５１を回転させることが可能とな
り、これより登り坂等の傾斜路であっても疲労すること
なく楽に登坂することができるものである。

【００６２】尚、第２実施形態のペダルクランク装置２
１におけるペダル５２を回転させた際のトルクの計算に
ついては、第１実施形態で記載したと同様の結果が得ら
れ、極めて簡単な機構によって、従来よりも大きなトル
クを得ることができる。

【００６３】以上説明した通り第２実施形態に係るペダ
ルクランク装置２１では、フォロア部材２７が第１カム
面２６Ａに周接されてペダル５２が回転動作される際に
おける車軸５１とペダル５２間の距離は、フォロア部材
２７が第２カム面２６Ｂに周接される際における車軸５
１とペダル５２間の距離よりも大きくされていることか
ら、ペダル５２の回転動作時に、フォロア部材２７が第
１カム面２６Ａに周接されると、第２クランク部材２４
が伸張する方向に摺動され、また、フォロア部材２７が
第２カム面２６Ｂに周接されると第２クランク部材２４
が縮む方向に摺動される。これにより、ペダル５２を踏
み込んだ時に第１カム面２６Ａの作用に基づき第２クラ
ンク部材２４を伸張する方向に摺動させて車軸５とペダ
ル５２間の距離を伸張させることにより、小さいペダル
回転力をもって車軸５１を回転させることが可能とな
り、これより登り坂等の傾斜路であっても疲労すること
なく楽に登坂することができるものである。

【００６４】また、前記ペダルクランク装置２１を自転
車６０に装備することにより、ペダル５２を踏み込んだ
時に第２クランク部材２４を摺動させて車軸５１とペダ
ル５２間の距離を伸張させることにより、小さいペダル
回転力をもって車軸５１を回転させることが可能であ
り、登り坂等の傾斜路であっても疲労することなく楽に
登坂することが可能な自転車を実現することができる。

【００６５】尚、第２実施形態に使用されているカム板
２５の形状については、図６、図７に示す形状に限定さ
れることはなく、車軸５１とペダル５２間の距離を適当
に伸縮させて設定できる形状でれあれば、任意の形状で
同様の効果を得ることができるのはいうまでもない。

【００６６】

【発明の効果】以上説明した通り請求項１のペダルクラ
ンク装置では、第２クランク部材のペダルを介して車軸
を回転する際に、伸縮機構の作用に基づき、第１クラン
ク部材と第２クランク部材の摺動量を規制しつつ車軸と
ペダル間の距離が伸縮されるので、ペダルを踏み込んだ
時に第２クランク部材を摺動させて車軸とペダル間の距
離を伸張させることにより、小さいペダル回転力をもっ
て車軸を回転させることが可能となり、これより登り坂
等の傾斜路であっても疲労することなく楽に登坂するこ
とが可能となる。

【００６７】また、請求項２に係るペダルクランク装置
では、第１クランク部材に対する第２クランク部材の摺
動量は、車軸が回転される際にフォロア部材がガイド部
材のガイド溝に沿ってガイドされることに基づいて規制
されることから、フォロア部材とガイド溝との協働作用
に基づき、車軸とペダル間の距離の伸縮量をガイド溝の
形状に従って自在に設定することが可能となる。

【００６８】更に、請求項３に係るペダルクランク装置
では、フォロア部材が第１ガイド部を介してガイドされ
てペダルが回転動作される際における車軸とペダル間の
距離は、フォロア部材が第２ガイド部を介してガイドさ
れる際における車軸とペダル間の距離よりも大きくされ
ていることから、ペダルの回転動作時に、フォロア部材
が第１ガイド部によりガイドされると、第２クランク部
材は第１クランク部材に対して伸張する方向に摺動さ
れ、また、フォロア部材が第２ガイド部によりガイドさ
れると、第２クランク部材は第１クランク部材に対して
縮む方向に摺動される。これにより、ペダルを踏み込ん
だ時に第１ガイド部の作用に基づき第２クランク部材を
伸張する方向に摺動させて車軸とペダル間の距離を伸張
させることにより、小さいペダル回転力をもって車軸を
回転させることが可能となり、登り坂等の傾斜路であっ
ても疲労することなく楽に登坂することが可能となる。

【００６９】また、請求項４に係るペダルクランク装置
では、第１クランク部材に対する第２クランク部材の摺
動量は、車軸が回転される際に付勢部材を介してフォロ
ア部材がカム部材のカム面に周接されることに基づいて
規制されることから、フォロア部材とカム部材のカム面
との協働作用に基づき、車軸とペダル間の距離の伸縮量
をカム部材のカム面の形状に従って自在に設定すること
が可能となる。

【００７０】更に、請求項５に係るペダルクランク装置
では、フォロア部材が第１カム面に周接されてペダルが
回転動作される際における車軸とペダル間の距離は、フ
ォロア部材が第２カム面に周接される際における車軸と
ペダル間の距離よりも大きくされていることから、ペダ
ルの回転動作時に、フォロア部材が第１カム面に周接さ
れると、第２クランク部材が伸張する方向に摺動され、
また、フォロア部材が第２カム面に周接されると第２ク
ランク部材が縮む方向に摺動される。これにより、ペダ
ルを踏み込んだ時に第１カム面の作用に基づき第２クラ
ンク部材を伸張する方向に摺動させて車軸とペダル間の
距離を伸張させることにより、小さいペダル回転力をも
って車軸を回転させることが可能となり、これより登り
坂等の傾斜路であっても疲労することなく楽に登坂する
ことが可能となる。

【００７１】また、請求項６に係る自転車では、そのペ
ダルクランク装置において、第２クランク部材のペダル
を介して車軸を回転する際に、伸縮機構の作用に基づ
き、第１クランク部材と第２クランク部材の摺動量を規
制しつつ車軸とペダル間の距離が伸縮されるので、ペダ
ルを踏み込んだ時に第２クランク部材を摺動させて車軸
とペダル間の距離を伸張させることにより、小さいペダ
ル回転力をもって車軸を回転させることが可能となり、
これより登り坂等の傾斜路であっても疲労することなく
楽に登坂することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態のペダルクランク装置を備えた自
転車の概略斜視図である。

【図２】ペダルクランク装置を自転車に取り付けた状態
を示す側面図であり、図２（ａ）はペダルクランク装置
を自転車の進行方向に対して左側に取り付けた状態を示
す側面図、図２（ｂ）はペダルクランク装置を自転車の
進行方向に対して右側に取り付けた状態を示す側面図で
ある。

【図３】ペダルクランク装置の伸縮機構を実現するガイ
ド部材の側面図である。

【図４】図３におけるＡ−Ａ’線乃至Ｄ−Ｄ’線で切断
して示すペダルクランク装置における伸縮機構の断面図
である。

【図５】第１実施形態に係るペダルクランク装置の伸縮
機構を実現する他のガイド部材を示す側面図及び断面図
である。

【図６】第２実施形態に係るペダルクランク装置の伸縮
機構の側面図である。

【図７】ペダルクランク装置におけるカム板とフォロア
部材との関係を模式的に示す説明図である。

【図８】フォロア部材がカム板の第１カム面と第２カム
面に周接した状態における伸縮機構の説明図である。

【図９】自転車における動力の伝達作用を説明するため
の概念図である。

【符号の説明】

１、２１ペダルクランク装置２、２２クランク３、２３第１クランク部材４、２４第２クランク部材５ガイド部材６ガイド溝７フォロア部材８、２８挿通孔２５カム板２６Ａ第１カム面２６Ｂ第２カム面２７フォロア部材５１車軸５２ペダル５３チェーンカバー５４前輪５５後輪５６ペダルギア５７後輪ギア

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自転車の車軸に取り付けられる第１クラ
ンク部材と、前記第１クランク部材に対して摺動可能に配置され、一
端側にペダルを有する第２クランク部材と、前記第２クランク部材のペダルを介して車軸を回転する
際に、第１クランク部材に対する第２クランク部材の摺
動量を規制しつつ車軸とペダル間の距離を伸縮する伸縮
機構とを備えたことを特徴とするペダルクランク装置。
【請求項２】前記伸縮機構は、前記ペダルが取り付けられた第２クランク部材の他端側
に設けられたフォロア部材と、前記車軸の近傍位置に固定され、前記フォロア部材を遊
嵌しながらガイドするガイド溝が形成されたガイド部材
とを備え、前記第１クランク部材に対する第２クランク部材の摺動
量は、車軸が回転される際にフォロア部材がガイド部材
のガイド溝に沿ってガイドされることに基づいて規制さ
れることを特徴とする請求項１記載のペダルクランク装
置。
【請求項３】前記ガイド部材のガイド溝は、フォロア
部材と車軸との距離を変化させつつ規制する少なくとも
２つの第１ガイド部及び第２ガイド部を有し、前記フォロア部材が第１ガイド部を介してガイドされる
際における車軸とペダル間の距離は、フォロア部材が第
２ガイド部を介してガイドされる際における車軸とペダ
ル間の距離よりも大きいことを特徴とする請求項２記載
のペダルクランク装置。
【請求項４】前記伸縮機構は、周囲に所定形状のカム面が形成され、前記車軸の近傍に
固定されるカム部材と、前記第２クランク部材の他端側に設けられるフォロア部
材と、前記第１クランク部材に配設され、前記フォロア部材を
付勢してカム部材のカム面に周接させる付勢部材とを備
えたことを特徴とする請求項１記載のペダルクランク装
置。
【請求項５】前記カム部材のカム面は、フォロア部材
と車軸との距離を変化させつつ規制する少なくとも２つ
の第１カム面及び第２カム面を有し、前記フォロア部材が第１カム面に当接した際における車
軸とペダル間の距離は、フォロア部材が第２カム面に当
接した際における車軸とペダル間の距離よりも大きいこ
とを特徴とする請求項４記載のペダルクランク装置。
【請求項６】フレーム本体に回転可能に取り付けられ
た前輪及び後輪と、前記前輪と後輪の間でフレーム本体に取り付けられた車
軸と、前記車軸に取り付けられたペダルクランク装置と、前記ペダルクランク装置により車軸を回転させた際に発
生する回転力を後輪に伝達する伝達部材とを有する自転
車において、前記ペダルクランク装置は、前記車軸に取り付けられる第１クランク部材と、前記第１クランク部材に対して摺動可能に配置され、一
端側にペダルを有する第２クランク部材と、前記第２クランク部材のペダルを介して車軸を回転する
際に、第１クランク部材に対する第２クランク部材の摺
動量を規制しつつ車軸とペダル間の距離を伸縮する伸縮
機構とを備えたことを特徴とする自転車。