JP2009274714A - 四輪自転車の増速装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小さな駆動力により四輪自転車を高速かつ軽快に運行可能な四輪自転車の増速装置を提供する。
【解決手段】一端部でフレーム１００にヒンジ結合され、他端部に指圧ペダル１１７が設けられ、途中部にラック１１４が下向きに設けられ、フレームのバネ１１２により弾持される駆動レバー１１０と、第１軸１２０に取り付けられ、ラックと噛合される第１ホイール１２１と、第１軸に取り付けられる第１スプロケット１２２と、第２軸１３０に取り付けられ、第１スプロケットとチェーン１１６を介して連結される第２ホイール１３１と、第２軸に取り付けられる第２スプロケット１３２と、第３軸１４０に取り付けられ、第２スプロケットとチェーン１１６を介して連結される第３ホイール１４１と、第３軸に取り付けられる第３スプロケット１４２と、第４軸１５０に取り付けられ、第３スプロケットとチェーン１１６を介して連結される第４ホイール１５１と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、四輪自転車の増速装置に係り、さらに詳しくは、多数のスプロケットとラッチホイールを組み合わせて増速を発生させ、増速を発生させる駆動手段として梃子の原理を用いた駆動レバーのペダルをユーザーが踏むように構成したものであって、小さな駆動力により四輪自転車を高速かつ軽快に運行可能な、四輪自転車の増速装置に関する。

本発明の出願人は、特許第６５６８１１号「タクシー型自転車の増速装置」の出願人であって、「タクシー型自転車の増速装置」は、図１に示すように、多数のスプロケットおよびラッチホイールにより構成されている。

上記増速装置は、図１に示すように、ユーザーが前進レバー５０の前進ペダル５１を踏むと、前進ペダル５１の端部に取り付けられたラッチホイール２９が軸４１を回転させ、ラッチホイール２９と第１のチェーン３１を介して連結された第１のラッチホイール２１が回転し、第２のスプロケット１２〜第５のラッチホイール２５が連動して回転し、後輪９２を回転させるように構成されたものである。

しかし、上記増速装置は、前進レバー５０の前進ペダル５１からラッチホイール２９までの距離が長過ぎるため、ユーザーが前進ペダル５１を踏んだときのラッチホイール２９の回転変位が小さ過ぎて、自転車の速度が低速になってしまうという不都合があった。

そこで、本発明は、小さな駆動力により四輪自転車を高速かつ軽快に運行可能な、四輪自転車の増速装置を提供するところにある。

本発明の一実施形態によれば、指圧ペダルの駆動により車輪の回転を増速させる四輪自転車の増速装置が提供される。四輪自転車の増速装置は、一端部でフレームにヒンジ結合され、他端部に指圧ペダルが設けられるとともに、途中部にラックが下向きに設けられ、フレームに設けられるバネにより弾持される駆動レバーと、一方向ラッチホイールであり、第１の軸に取り付けられ、ラックと噛合される第１のホイールと、第１の軸に取り付けられる第１のスプロケットと、第２の軸に取り付けられ、第１のスプロケットとチェーンを介して連結される第２のホイールと、第２の軸に取り付けられる第２のスプロケットと、第３の軸に取り付けられ、第２のスプロケットとチェーンを介して連結される第３のホイールと、第３の軸に取り付けられる第３のスプロケットと、第４の軸に取り付けられ、第３のスプロケットとチェーンを介して連結される第４のホイールと、を備える。

また、上記増速装置は、第４の軸に取り付けられる従動ギアと、第５の軸に取り付けられ、一方向ラッチホイールを内蔵する後進ギアと、をさらに備え、後進レバーに加えられる駆動力により、後進ギアが前進方向に回転し、従動ギアが後進方向に連動して回転し、後輪が後進方向に回転し、駆動レバーに加えられる駆動力により、後進ギアが無負荷で回転するようにしてもよい。

また、上記ラックは、駆動レバーの途中部に設けられた牽引バネにより弾持され、第１のホイールに付勢されてもよい。

また、上記第１および第４のホイールは、一方向ラッチホイールでもよい。

また、上記指圧ペダルは、戻りバネにより弾持された状態で駆動レバーの端部に嵌入され、駆動レバーの端部から延伸可能であるようにしてもよい。

以上説明したように本発明によれば、小さな駆動力により四輪自転車を高速かつ軽快に運行可能な、四輪自転車の増速装置を提供することができる。

従来の自転車の増速装置を示す側面図である。 本発明の実施形態に係る四輪自転車の増速装置を示す側面図である。 本発明の実施形態に係る四輪自転車の増速装置を示す平面図である。 駆動レバーのラックと第１のホイールとの結合状態を示す斜視図である。 駆動レバーと指圧ペダルとの結合状態を示す斜視図である。 後進レバーと後輪との結合状態を示す側面図である。

以下に、添付した図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図２は、本発明の実施形態に係る四輪自転車の増速装置を示す側面図であり、図３は、本発明の実施形態に係る四輪自転車の増速装置を示す平面図である。図４は、駆動レバーのラックと第１のホイールとの結合状態を示す斜視図であり、図５は、駆動レバーと指圧ペダルとの結合状態を示す斜視図であり、図６は、後進レバーと後輪との結合状態を示す側面図である。

図２および図３に示すように、本実施形態に係る四輪自転車の増速装置は、所定数の軸１２０、１３０、１４０、１５０、１７４が形成されたフレーム１００と、軸１２０、１３０、１４０、１５０、１７４に取り付けられた所定数のホイール１２１、１３１、１４１、１５１、１７１と、スプロケット１２２、１３２、１４２を駆動する駆動レバー１１０と、を備えている。

第１の軸１２０には、第１のホイール１２１と第１のスプロケット１２２が形成され、第２の軸１３０には、第１のスプロケット１２２とチェーン１１６を介して連結された第２のホイール１３１および第２のスプロケット１３２が形成される。第３の軸１４０には、第２のスプロケット１３２とチェーン１１６を介して連結された第３のホイール１４１および第３のスプロケット１４２が形成され、第４の軸１５０には、第３のスプロケット１４２とチェーン１１６を介して連結された第４のホイール１５１が形成される。第４の軸１５０の両端には、後輪１０２が形成される。

そして、一端部でフレーム１００にヒンジ結合され、他端部に指圧ペダル１１７が形成されるとともに、途中部でフレーム１００のバネ１１２により弾持される駆動レバー１１０が設けられる。駆動レバー１１０は、ギアを形成されたラック１１４とヒンジ１１３により結合されて、ラック１１４のギアが第１のホイール１２１に形成されたギアと噛合されるように構成される。

このとき、ラック１１４は、図４に示すように、フレーム１１０の牽引バネ１１５の弾力により第１のホイール１２１に付勢される。なお、第１のホイール１２１は、動力を一方向にのみ伝達するラッチホイールである。

次いで、本実施形態に係る四輪自転車の増速装置の動作について詳述する。

ユーザーが駆動レバー１１０の指圧ペダル１１７を踏むと、駆動レバー１１０が下降し、駆動レバー１１０とヒンジ１１３により結合されたラック１１４が下降し、ラック１１４のギアと第１のホイール１２１のギアが噛合うことで、第１のホイール１２１が回転し、第１のホイール１２１が第１の軸１２０を回転させて第１のスプロケット１２２が回転する。

このとき、駆動レバー１１０は、第１のホイール１２１を回転させた後、バネ１１２の弾性により再上昇し、上昇するラック１１４が第１のホイール１２１を逆方向に回転させようとするが、第１のホイール１２１が一方向ラッチホイールであるため、第１の軸１２０が逆方向に回転されない。

上記のように、第１のスプロケット１２２が第２の軸１３０の第２のホイール１３１とチェーン１１６を介して連結されているため、第２のホイール１３１が回転し、第２のホイール１３１の第２の軸１３０の回転により第２のスプロケット１３２が回転する。また、第２のスプロケット１３２が第３の軸１４０の第３のホイール１４１とチェーン１１６を介して連結されているため、第３のホイール１４１が回転し、第３のホイール１４１の第３の軸１４０の回転により第３のスプロケット１４２が回転する。さらに、第３のスプロケット１４２が第４の軸１５０の第４のホイール１５１とチェーン１１６を介して連結されているため、第４のホイール１５１が回転し、第４のホイール１５１の第４の軸１５０の回転により第４の軸１５０の両端に取り付けられた後輪１０２が回転する。そして、上記の動作により自転車が駆動される。

本実施形態では、軸１２０、１３０、１４０、１５０に設けられたホイール１２１、１３１、１４１、１５１に形成されたギア数と、スプロケット１２２、１３２、１４２に形成されたギア数との比が１：３となっているため、第１の軸１２０の第１のスプロケット１２２が１回転すると、第２の軸１３０の第２のスプロケット１３２が３回転する。よって、第１のスプロケット１２２が１回転すると、第４の軸１５０が２７回転するため、自転車の増速が達成される。このとき、スプロケット１２２、１３２、１４２に形成されたギア数が多く、且つ、ホイール１２１、１３１、１４１、１５１に形成されたギア数が少ないほど、自転車が高速に駆動される。

ここで、第１のホイール１２１とともに、第２〜第４のホイール１３１、１４１、１５１が一方向ラッチホイールにより構成されてもよい。

ここで、四輪自転車の登坂走行時には、一層大きな駆動力が必要となる。この場合、ユーザーは、駆動レバー１１０の端部に嵌入された指圧ペダル１１７の突起１７５を足で押し、指圧ペダル１１７を駆動レバー１１０の端部側に摺動させて指圧ペダル１１７を踏む。これにより、梃子の原理によりユーザーの指圧ペダル１１７を踏む力がさらに増大された状態、第１のホイール１２１が回転するので、結果的に軽快な登坂走行が容易となる。

駆動レバー１１０の指圧ペダル１１７は、図５に示すように、内部に戻りバネ１６１が設けられた駆動レバー１１０の一端部に嵌入されることにより、登坂走行後に指圧ペダル１１７から足を外すと、指圧ペダル１１７が元の位置に戻る。

また、図５に示すように、ペダル１１７の表面には親指に見合うサイズの突起１７５が突設することにより、ユーザーが履物を脱いで素足で指圧ペダル１１７を踏むときに突起１７５がユーザーの足を指圧する。

さらに、図６に示すように、本実施形態に係る四輪自転車の増速装置には自転車を後進させるための手段が設けられていてもよい。

図６に示すように、一端部に指圧ペダル１１７（図３参照）が形成され、他端部に第５の軸１７４の後進ギア１７２が取り付けられた後進レバー１７０が設けられ、後進レバー１７０に取り付けられた第５の軸１７４には、動力を一方向にのみ伝達するラッチホイールを内蔵した後進ギア１７２が設けられる。

後進ギア１７２と従動ギア１７３は、噛合により連動して回転するように構成される。

ユーザーが後進レバー１７０の指圧ペダル１７１を踏むと、後進レバー１７０が第５の軸１７４を時計回りに回転させ、第５の軸１７４に取り付けられた後進ギア１７２が時計回りに回転し、後進ギア１７２に噛合された従動ギア１７３が反時計回りに回転して後輪１０２を回転させることで、自転車が後進する。

このとき、図示しないが、後進レバー１７０とフレーム１００との間にバネ（図示せず）を配設することにより、指圧ペダル１７１を踏んだ後に指圧ペダル１７１がバネの弾性により再上昇するように構成することが好ましい。

上記のように指圧ペダル１７１が再上昇すると、後進レバー１７０に取り付けられた第５の軸１７４が反時計回りに回転するが、第５の軸１７４の後進ギア１７２には動力を一方向にのみ伝達するラッチホイールが内蔵されているため、後進ギア１７２が無負荷にて回転する。

以上説明したように本実施形態に係る四輪自転車の増速装置によれば、ユーザーは、梃子の原理を用いて、多数のホイール１２１、１３１、１４１、１５１とスプロケット１２２、１３２、１４２の有機的な結合により、小さな駆動力により四輪自転車を軽快かつ高速に運行することができる。また、小さな駆動力により大きな荷物を積載して運搬し、または大勢の人々を搭乗可能にする四輪自転車を構成することができるため、極めて経済的である。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１００ フレーム
１０１ 前輪
１０２ 後輪
１１０ 駆動レバー
１１２ バネ
１１３ ヒンジ
１１４ ラック
１１５ 牽引バネ
１１６ チェーン
１１７ 指圧ペダル
１２０ 第１の軸
１２１ 第１のホイール
１２２ 第１のスプロケット
１３０ 第２の軸
１３１ 第２のホイール
１３２ 第２のスプロケット
１４０ 第３の軸
１４１ 第３のホイール
１４２ 第３のスプロケット
１５０ 第４の軸
１５１ 第４のホイール
１６１ 戻りバネ
１７０ 後進レバー
１７１ ラッチホイール
１７２ 後進ギア
１７３ 従動ギア
１７４ 第５の軸
１７５ 突起

Claims (5)

1. 指圧ペダルの駆動により車輪の回転を増速させる四輪自転車の増速装置において、
   一端部でフレームにヒンジ結合され、他端部に前記指圧ペダルが設けられるとともに、途中部にラックが下向きに設けられ、前記フレームに設けられるバネにより弾持される駆動レバーと、
   一方向ラッチホイールであり、第１の軸に取り付けられ、前記ラックと噛合される第１のホイールと、
   前記第１の軸に取り付けられる第１のスプロケットと、
   第２の軸に取り付けられ、前記第１のスプロケットとチェーンを介して連結される第２のホイールと、
   前記第２の軸に取り付けられる第２のスプロケットと、
   第３の軸に取り付けられ、前記第２のスプロケットとチェーンを介して連結される第３のホイールと、
   前記第３の軸に取り付けられる第３のスプロケットと、
   第４の軸に取り付けられ、前記第３のスプロケットとチェーンを介して連結される第４のホイールと、
   を備える四輪自転車の増速装置。
2. 前記第４の軸に取り付けられる従動ギアと、
   第５の軸に取り付けられ、一方向ラッチホイールを内蔵する後進ギアと、
   をさらに備え、
   後進レバーに加えられる駆動力により、前記後進ギアが前進方向に回転し、前記従動ギアが後進方向に連動して回転し、後輪が後進方向に回転し、
   前記駆動レバーに加えられる駆動力により、前記後進ギアが無負荷で回転する、請求項１に記載の四輪自転車の増速装置。
3. 前記ラックは、前記駆動レバーの途中部に設けられた牽引バネにより弾持され、前記第１のホイールに付勢される、請求項１または２に記載の四輪自転車の増速装置。
4. 前記第１および第４のホイールは、一方向ラッチホイールである、請求項１または２に記載の四輪自転車の増速装置。
5. 前記指圧ペダルは、戻りバネにより弾持された状態で前記駆動レバーの端部に嵌入され、前記駆動レバーの端部から延伸可能である、請求項１に記載の四輪自転車の増速装置。

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