JP2009119914A - Recumbent type bicycle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、背もたれが付いたシートと、このシートの前方に配置されたペダルとを備えるリカンベント式自転車に関する。 The present invention relates to a recumbent bicycle including a seat with a backrest and a pedal disposed in front of the seat.
自転車には、サドルに跨って運転する形式の自転車と、背もたれが付いたシートに座って運転する形式の自転車とがある。 There are two types of bicycles: a bicycle that rides on a saddle and a bicycle that sits on a seat with a backrest.
従来、背もたれ付きシートに座って運転することができる自転車として各種のリカンベント式自転車が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
特許文献1を次図に基づいて説明する。
図8は従来の技術の基本構成を説明する図であり、(a)にて、リカンベント式自転車100は、前輪101と後輪102を回転自在に支えるフレーム103と、このフレーム103の上端に設けるシート104と、このシート104から後斜め上に延ばされフレーム103の上端で支持される背もたれ105と、フレーム103の前端から後斜め上に延ばされるハンドル106と、フレーム103の前端に回転自在に設けられるクランク軸107と、このクランク軸107から上方に延ばされる左クランク108(図奥側)と、この左クランク108の先端に回転自在に設けられる左ペダル109と、クランク軸107から下方に延ばされる右クランク111(図手前側)と、この右クランク111の先端に回転自在に設けられる右ペダル112と、クランク軸107に取付けられる駆動スプロケット113と、フレーム103の中央に設けられる中間スプロケット114、114と、後輪102の後輪軸に取付けられる従動スプロケット115と、駆動スプロケット113で発生したトルクを中間スプロケット114、114を介して従動スプロケット115に伝達するチェーン116とからなり、運転者がシート104に座り、背もたれ105に寄り掛かり、ハンドル106を握った状態で、左ペダル109と右ペダル112を漕ぐ形式の自転車である。
FIG. 8 is a diagram for explaining the basic configuration of the prior art. In FIG. 8A, a
(b)は運転者の両足と左右のペダルの関係を示した図であり、運転者は、(1)のように右足117を右ペダル112に載せ、(6)のように左足118を左ペダル109に載せた状態から漕ぎ出すものとする。この状態から、右足117で右ペダル112を(1)、(2)、(3)、(4)、(5)の順に押し出すと、駆動スプロケット113にはトルクが発生する。このトルクにより左足118は左ペダル109に押されて(6)、(7)、(8)、(9)、(10)の順に移動する。
(B) is a diagram showing the relationship between the driver's feet and the left and right pedals. The driver places the
ところで、右ペダル112に作用する力に着目すると、(1)、(2)、(3)、(4)、(5)の各々の位置にて、ベクトル119で示した踏み込み力とベクトル121で示した右クランク押し出し力が作用している。
By the way, paying attention to the force acting on the
しかし、特許文献1のリカンベント式自転車100では、ベクトル119とベクトル121の方向は(3)だけしか一致することがないので、ペダル踏み込み力をクランク軸107に有効に作用させることが難しい。これではクランク軸107に発生するトルクが低下することになり、駆動スプロケット113に発生するトルクも低下する虞がある。トルクが低下すると、大きな駆動力を必要とするような登坂走行時に支障をきたすので好ましくない。
However, in the
そのため、踏み込み力を効率良くクランク軸に作用させることができるリカンベント式自転車の開発が求められる。 Therefore, development of a recumbent bicycle that can efficiently apply the stepping force to the crankshaft is required.
本発明は、踏み込み力を効率良くクランク軸に作用させることができるリカンベント式自転車を提供することを課題とする。 It is an object of the present invention to provide a recumbent bicycle that can efficiently apply a stepping force to a crankshaft.
請求項1に係る発明では、背もたれが付いたシートと、このシートの前方に配置されたペダルとを備えるリカンベント式自転車において、前記ペダルは、車体フレームを側方から見たときに水平に延びた楕円形状の軌跡を描くリンク機構を介して、クランク軸に支持されていることを特徴とする。
In the invention according to
請求項2に係る発明では、リンク機構は、車体フレームからクランク軸の近傍まで延ばされている固定リンクと、この固定リンクの先端に揺動自在に取り付けられている揺動レバーと、この揺動レバーの対辺を構成するように前記クランク軸の一端から延ばされているクランクレバーと、このクランクレバーの先端と前記揺動レバーの先端とにピンを介して連結されている連結レバーと、くの字を呈するように前記連結レバーの先端から延ばされ先端でペダルを支持している延長レバーとからなることを特徴とする。
In the invention according to
請求項1に係る発明では、ペダルは、楕円形状の軌跡を描くリンク機構を介して、クランク軸に支持されているので、運転者がペダルを漕いだときにペダルの軌跡は楕円形状になる。ペダルの軌跡が水平に長い楕円形状であれば、ペダルの踏み込みベクトルの方向はペダルの楕円形状の軌跡の略直線部と一致するため、踏み込み力を効率良くクランク軸に作用させることができる。
In the invention according to
請求項1によれば、踏み込み力を効率良くクランク軸に作用させることができるリカンベント式自転車を提供することができる。 According to the first aspect of the present invention, it is possible to provide a recumbent bicycle that can efficiently apply the stepping force to the crankshaft.
請求項2に係る発明では、リンク機構は、固定リンクと、揺動レバーと、クランクレバーと、連結レバーと、延長レバーとからなるので、構成要素数の大幅な増加を抑えてペダルの楕円形状の軌跡を実現することができる。
In the invention according to
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図1は本発明に係るリカンベント式自転車の斜視図であり、リカンベント式自転車はリカンベント式二輪車を例にして説明する。また、以下に示す「左」、「右」、「前」、「後」、「上」、「下」は、運転者から見たものとして説明する。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The drawings are viewed in the direction of the reference numerals.
FIG. 1 is a perspective view of a recumbent bicycle according to the present invention. The recumbent bicycle will be described by taking a recumbent motorcycle as an example. Further, the following “left”, “right”, “front”, “rear”, “upper”, and “lower” will be described as viewed from the driver.
リカンベント式二輪車10は、前輪11を回転自在に支えているフロントフォーク12と、このフロントフォーク12を操舵可能に支えている車体フレームとしてのヘッドパイプ13と、このヘッドパイプ13よりも上方に配置されフロントフォーク12の上端に取り付けられているハンドル14と、このハンドル14よりも下方に配置されヘッドパイプ13から後方に延ばされている車体フレームとしてのフレーム15と、このフレーム15の後端に回転自在に取り付けられている後輪16と、この後輪16よりも前方に配置されフレーム15の上端に取り付けられているシート17と、このシート17に一体化され後斜め上に延ばされていると共にフレーム15の上端で支持されている背もたれ18と、ヘッドパイプ13から前方に延ばされている車体フレームとしての支持部材19と、この支持部材19の先端にクランク軸21を介して回転自在に取り付けられている駆動スプロケット22(詳細後述)と、駆動スプロケット22の右側に設けられている右リンク機構23(詳細後述)と、この右リンク機構23に取り付けられている右ペダル24(詳細後述)と、駆動スプロケット22の左側に設けられている左リンク機構25(詳細後述)と、後輪16に取り付けられている従動スプロケット26と、ヘッドパイプ13及びフレーム15に回転自在に取り付けられている中間スプロケット27、27、27と、駆動スプロケット22と中間スプロケット27、27、27と従動スプロケット26に噛み合っているチェーン28と、フレーム15の後端部に取り付けられているスタンド29とで構成され、運転者がシート17に座り、背もたれ18に寄り掛かり、ハンドル14を握った状態でペダルを漕ぐ形式の自転車である。
The recumbent two-
図2は本発明に係るリンク機構の斜視図であり、右リンク機構23は、支持部材19から連結材31を介してクランク軸21の近傍にある右軸受箱32まで延ばされている右固定リンク33と、この右固定リンク33の先端に右ピン34で揺動自在に取り付けられている右揺動レバー35と、この右揺動レバー35の対辺を構成するようにクランク軸21の一端に取り付けられていると共に図左斜め上に延ばされている右クランクレバー36と、この右クランクレバー36の先端と右揺動レバー35の先端とに右ピン34、34を介して連結されている右連結レバー37と、くの字を呈するように右連結レバー37の先端から延ばされ先端で右ペダル24を回転可能に支持している右延長レバー38とからなる。左リンク機構25の構造については次図で説明する。
FIG. 2 is a perspective view of the link mechanism according to the present invention. The
図3は本発明に係るリンク機構の要部断面図であり、クランク軸21の両端部は、支持部材19と一体化した右軸受箱32(図左側)及び左軸受箱39(図右側)に右軸受41及び左軸受42を介して回転自在に支持されている。また、クランク軸21の中央部には、駆動スプロケット22が取り付けられている。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the main part of the link mechanism according to the present invention. Both ends of the
そして、クランク軸21の一端43(図左側)には、前述したように右クランクレバー36を介して右リンク機構23が取り付けられ、クランク軸21の他端44(図右側)には、左リンク機構25が取り付けられている。
The
左リンク機構25は、支持部材19からクランク軸21の近傍にある左軸受箱39まで延ばされている左固定リンク45と、この左固定リンク45の先端に左ピン46で揺動自在に取り付けられている左揺動レバー47と、この左揺動レバー47の対辺を構成するようにクランク軸21の他端44に取り付けられていると共に図下に延ばされている左クランクレバー48と、この左クランクレバー48の先端と左揺動レバー47の先端とに左ピン46、46を介して連結されている左連結レバー49と、この左連結レバー49の先端から図右に延ばされ先端で左ペダル51を回転可能に支持している左延長レバー52とからなる。
The
53は右軸受押さえ、54は左軸受押さえ、55は止めねじ、56は支持部材取付座、57は支持部材取付ボルト、58は固定リンク取付ボルト、59は連結材、61は連結ボルトである。 53 is a right bearing retainer, 54 is a left bearing retainer, 55 is a set screw, 56 is a support member mounting seat, 57 is a support member mounting bolt, 58 is a fixed link mounting bolt, 59 is a connecting material, and 61 is a connecting bolt.
運転者が右足で右ペダル24を図表方向に押し出すと、右クランクレバー36を介してクランク軸21にトルクが作用する。このトルクは同時に左クランクレバー48を回転させ、左足及び左ペダル51を図裏方向に移動させ、駆動スプロケット22を回転させる。これにより、駆動スプロケット22に作用したトルクは、チェーン28を介して後輪(図1の符号16)に伝達されるので、リカンベント式二輪車(図1の符号10)を前進させることができる。
When the driver pushes the
リカンベント式二輪車の前進時、支持部材19、右固定リンク33、左固定リンク45、右軸受箱32、左軸受箱39、右軸受押さえ53、左軸受押さえ54、右軸受41の外輪、左軸受42の外輪、連結材31は静止し、右ペダル24、左ペダル51、右クランクレバー36、左クランクレバー48、クランク軸21、駆動スプロケット22、チェーン28、右軸受41の内輪及び転動体、左軸受42の内輪及び転動体、右揺動レバー35、左揺動レバー47、右連結レバー37、左連結レバー49、右延長レバー38、左延長レバー52は運動する。
When the recumbent motorcycle moves forward, the
右リンク機構23及び左リンク機構25の運動については、次図で詳細に説明する。なお、右リンク機構23及び左リンク機構25の構造は同一であるため、次図では右リンク機構23を用いて説明し、左リンク機構25の説明は省略する。
以上の構成からなるリンク機構の作用を右リンク機構23を例にして説明する。
The movement of the
The operation of the link mechanism having the above configuration will be described using the
図4は本発明に係るペダル踏込み時のリンク機構の作用図であり、(a)、(b)、(c)、(d)において、C1は右クランクレバー36の回転中心点、C2は右揺動レバー35の回転中心点である。また、C1から図右に延ばしてX軸とし、C1から図上に延ばしてY軸とした。
Figure 4 is an operation diagram of the link mechanism at the time of pedal depression according to the present invention, (a), (b) , (c), in (d), C 1 is the rotation center point of the
(a)にて、運転者の右足62を右ペダル24に載せ、この右ペダル24の回転中心点をP1とし、このP1の座標は(−X1,Y1)とする。この状態から右足62を矢印(11)のように図右上へ押し出すと、右クランクレバー36は時計回りに回転し、右揺動レバー35も時計回りに回転する。
At (a), placing the
(b)にて、右ペダル24の回転中心点をP2とし、このP2の座標は(−X2,Y2)とする。右ペダル24が矢印(12)のように右上へ押し出されると、右クランクレバー36と右揺動レバー35は時計回りに回転する。
At (b), the rotation center point of the
(c)にて、右ペダル24の回転中心点をP3とし、このP3の座標は(X3,Y3)とする。右ペダル24が矢印(13)のように右上へ押し出されると、右クランクレバー36は時計回りに回転し、右揺動レバー35は反時計回りに回転する。
At (c), the rotation center point of the
(d)にて、右ペダル24の回転中心点をP4とし、このP4の座標は(X4,Y4)とする。右ペダル24が矢印(14)のように右上へ押し出されると、右クランクレバー36は時計回りに回転し、右揺動レバー35は反時計回りに回転する。
At (d), the rotation center point of the
図5は本発明に係るペダル戻し時のリンク機構の作用図であり、(a)、(b)、(c)、(d)において、C1は右クランクレバー36の回転中心点、C2は右揺動レバー35の回転中心点である。また、C1から図右に延ばしてX軸とし、C1から図上に延ばしてY軸とした。
Figure 5 is an operation diagram of the pedal return time of the link mechanism according to the present invention, (a), (b) , (c), in (d), C 1 is the rotation center point of the
(a)にて、右ペダル24の回転中心点をP5とし、このP5の座標は(X5,0)とする。この状態から左ペダルが踏み込まれると、右ペダル24が矢印(15)のように図左へ戻され、右クランクレバー36は時計回りに回転し、右揺動レバー35は反時計回りに回転する。
At (a), the rotation center point of the
(b)にて、右ペダル24の回転中心点をP6とし、このP6の座標は(X6,−Y6)とする。右ペダル24が矢印(16)のように左へ戻されると、右クランクレバー36は時計回りに回転し、右揺動レバー35は反時計回りに回転する。
At (b), the rotation center point of the
(c)にて、右ペダル24の回転中心点をP7とし、このP7の座標は(−X7,−Y7)とする。右ペダル24が矢印(17)のように左へ戻されると、右クランクレバー36は時計回りに回転し、右揺動レバー35も時計回りに回転する。
At (c), the rotation center point of the
(d)にて、右ペダル24の回転中心点をP8とし、このP8の座標は(−X8,Y8)とする。右ペダル24が矢印(18)のように左へ戻されると、右クランクレバー36は時計回りに回転し、右揺動レバー35も時計回りに回転する。この後、右リンク機構23は図4(a)の位置に戻る。
At (d), the rotation center point of the
図6はペダル踏込みからペダル戻しまでのペダルの座標を示した説明図であり、横軸をX軸とし、縦軸をY軸とする。図4及び図5の(a)、(b)、(c)、(d)にて示した右ペダル24の回転中心点P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8を、図6にプロットし、これらの点を結ぶと、水平に長い楕円形状の軌跡63が得られる。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the coordinates of the pedal from pedal depression to pedal return, where the horizontal axis is the X axis and the vertical axis is the Y axis. The rotation center points P 1 , P 2 , P 3 , P 4 , P 5 , P 6 , of the
図7は本発明に係るペダルの軌跡説明図であり、右ペダル24は、フレーム15を側方から見たときに水平に延びた楕円形状の軌跡63を描く右リンク機構23を介して、クランク軸21に支持されていることを特徴とする。
FIG. 7 is an explanatory diagram of the pedal trajectory according to the present invention. The
図8(b)では、右ペダル112は破線で示された円形状の軌跡122を描くので、ベクトル119とベクトル121の方向が一致するのは(3)だけであるが、図7のリカンベント式二輪車10では、右ペダル24は、楕円形状の軌跡63を描く右リンク機構23を介して、クランク軸21に支持されているので、運転者が右ペダル24を漕いだときに右ペダル24の軌跡は楕円形状になる。
In FIG. 8B, since the
右ペダル24の軌跡が水平に長い楕円形状であれば、右ペダル24の踏み込みベクトル64の方向がP1、P2、P3の各点で右ペダル24の楕円形状の軌跡63の略直線部65と一致するため、踏み込み力を効率良くクランク軸21に作用させることができる。よって、踏み込み力を効率良くクランク軸21に作用させることができるリカンベント式二輪車10を提供することができる。
If the trajectory of the
また、右リンク機構23は、右固定リンク33と、右揺動レバー35と、右クランクレバー36と、右連結レバー37と、右延長レバー38とからなるので、構成要素数の大幅な増加を抑えて右ペダル24の楕円形状の軌跡63を実現することができる。
Further, the
加えて、リカンベント式二輪車10では、運転者66の着座点67を楕円形状の軌跡63の略直線部65に沿った破線68上に配置したので、運転者66が膝69を伸ばしたときに発生する踏み込み力を更に効率良くクランク軸21に作用させることができる。
In addition, in the
尚、本発明のリカンベント式自転車は、実施の形態では二輪車に適用したが、三輪車、四輪車にも適用可能であり、一般のリカンベント式自転車に適用することは差し支えない。 Although the recumbent bicycle according to the present invention is applied to a two-wheeled vehicle in the embodiment, it can also be applied to a tricycle and a four-wheeled vehicle, and can be applied to a general recumbent bicycle.
本発明のリカンベント式自転車は、二輪車に好適である。 The recumbent bicycle according to the present invention is suitable for a two-wheeled vehicle.
10…リカンベント式二輪車(リカンベント式自転車)、13…ヘッドパイプ(車体フレーム)、15…フレーム(車体フレーム)、17…シート、18…背もたれ、19…支持部材(車体フレーム)、21…クランク軸、23…右リンク機構、24…右ペダル、25…左リンク機構、33…右固定リンク、34…右ピン、35…右揺動レバー、36…右クランクレバー、37…右連結レバー、38…右延長レバー、43…一端、45…左固定リンク、46…左ピン、47…左揺動レバー、48…左クランクレバー、49…左連結レバー、51…左ペダル、52…左延長レバー、63…楕円形状の軌跡、64…踏み込みベクトル、65…略直線部。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記ペダルは、車体フレームを側方から見たときに水平に延びた楕円形状の軌跡を描くリンク機構を介して、クランク軸に支持されていることを特徴とするリカンベント式自転車。 In a recumbent bicycle including a seat with a backrest and a pedal disposed in front of the seat,
A recumbent bicycle, wherein the pedal is supported by a crankshaft via a link mechanism that draws an elliptical trajectory extending horizontally when the body frame is viewed from the side.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012236581A (en) * | 2011-05-10 | 2012-12-06 | Hiroshi Takahashi | Bicycle with three wheels or more |
JP2019507058A (en) * | 2016-02-12 | 2019-03-14 | モーブ・バイクス・ゲーエムベーハー | Gear device |
-
2007
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