JP2011037397A - Bicycle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、後輪を二輪として三輪又は四輪を有する自転車の改良に関する。 The present invention relates to an improvement of a bicycle having three or four wheels with two rear wheels.
後輪を二輪とした三輪自転車や、さらに前輪を二輪とした四輪自転車は、高齢者や非健常者においても利用し易い自転車としてその普及が進んでいる。ただ、この種の自転車は二輪自転車よりも路面との接触箇所が多く、また、後輪側に荷物を積むケースが多いため、発進時や勾配を昇るときに自転車の前進を補助(アシスト)できるようにすることが望まれるところである。こうした補助機構としては、電動アシスト自転車のように、モーターの駆動力により直接自転車の前進を補助するものがあるが、これはペダルの踏む力や回転数などをセンサーで検出し状況に応じて前記モーターにより自転車の前進を補助するものであるため、構造の簡素化には限界があり、したがって低廉に供給しがたいものであり、また、乗り方によっては自転車の急発進を生じさせてしまうものであった。 Three-wheeled bicycles with two rear wheels and four-wheeled bicycles with two front wheels are becoming popular as bicycles that can be easily used by elderly and non-healthy people. However, this type of bicycle has more contact points with the road surface than two-wheeled bicycles, and there are many cases where luggage is loaded on the rear wheel side, so it can assist (assist) the bicycle forward when starting or climbing the slope. It is desirable to do so. As such an auxiliary mechanism, there is a mechanism that assists the forward movement of the bicycle directly by the driving force of the motor, such as an electrically assisted bicycle. There is a limit to the simplification of the structure because it assists the bicycle forward by the motor, so it is difficult to supply at a low cost, and depending on how you ride, it may cause a sudden start of the bicycle Met.
この発明が解決しようとする主たる問題点は、この種の後輪を二輪として三輪又は四輪を有する自転車の走行の補助を、簡素な構造をもって、適切に実現しうる機構を提供する点にある。 The main problem to be solved by the present invention is to provide a mechanism capable of appropriately realizing, with a simple structure, assisting the traveling of a bicycle having two or three rear wheels of this type and having three or four wheels. .
前記課題を達成するために、この発明にあっては、自転車を以下の(1)〜(6)の構成を備えたものとした。
(1)後輪を二輪として三輪又は四輪を有する自転車であって、ペダルの踏み込み操作により後輪を駆動させる主走行機構と、走行補助機構とを備えており、
(2)走行補助機構は、
モーター及びその電源と、
第一ギヤと、
コイルスプリングと、
第二ギヤと、
第二ギヤの回転を解除可能に阻止するストッパ手段と、
モーターの駆動回路の一部をなすリミットスイッチとを備えており、
(3)第一ギヤはモーターの駆動により一方向のみに回転される構成となっており、
(4)コイルスプリングは第一ギヤ側にスプリング一端を固定され、かつ、第二ギヤ側にスプリング他端を固定されており、ストッパ手段により第二ギヤの回転が阻止された状態における第一ギヤの回転によりスプリング径を変える弾性変形を蒙るようになっており、
(5)コイルスプリングのスプリング径が所定径に達した巻き終わり状態においてリミットスイッチが開成されてモーターの駆動が停止されるようになっており、
(6)前記巻き終わり状態からストッパ手段による第二ギヤの回転阻止を解除することによりコイルスプリングの弾性復帰力が自転車を前進させる向きの力として主走行機構に伝達されるようになっている。
In order to achieve the above object, in the present invention, a bicycle has the following configurations (1) to (6).
(1) A bicycle having three or four wheels with two rear wheels, and includes a main traveling mechanism that drives the rear wheels by depressing a pedal, and a traveling assist mechanism.
(2) The travel assist mechanism
A motor and its power supply,
The first gear,
Coil springs,
A second gear,
Stopper means for releasably preventing rotation of the second gear;
With a limit switch that forms part of the motor drive circuit,
(3) The first gear is configured to rotate only in one direction by driving the motor,
(4) The coil spring has one end fixed to the first gear side and the other end fixed to the second gear side, and the first gear in a state where rotation of the second gear is blocked by the stopper means. It is designed to undergo elastic deformation that changes the spring diameter by rotating
(5) The limit switch is opened at the end of winding when the spring diameter of the coil spring reaches the predetermined diameter, and the drive of the motor is stopped.
(6) By releasing the rotation prevention of the second gear by the stopper means from the winding end state, the elastic return force of the coil spring is transmitted to the main traveling mechanism as a force for moving the bicycle forward.
前記コイルスプリングの巻き終わり状態からストッパ手段による第二ギヤの回転阻止を解除するとコイルスプリングの弾性復帰力が自転車を前進させる向きの力として主走行機構に伝達される。コイルスプリングのスプリング径が前記所定径以上に復帰してリミットスイッチが閉成されると、モーターの駆動が再開され、再び前記巻き終わり状態への復帰がなされる。 When the rotation prevention of the second gear by the stopper means is released from the winding end state of the coil spring, the elastic return force of the coil spring is transmitted to the main traveling mechanism as a force for moving the bicycle forward. When the spring diameter of the coil spring returns to the predetermined diameter or more and the limit switch is closed, the driving of the motor is resumed and the return to the winding end state is performed again.
この発明にかかる自転車によれば、後輪を二輪として三輪又は四輪を有する自転車の走行の補助を、モーターにより弾性変形されたコイルスプリングを必要なときに弾性復帰させることで実現させることから、構造的に簡素であり、また、必要なときに限り必要かつ十分な走行の補助を自転車の挙動を突飛なものにすることなくなすことができる。したがってまた、かかる機構を備えたこの種自転車を低廉に供給することができる。 According to the bicycle according to the present invention, assisting the traveling of a bicycle having three or four wheels with two rear wheels as two wheels is realized by elastically returning a coil spring elastically deformed by a motor when necessary. The structure is simple, and necessary and sufficient driving assistance can be performed only when necessary without making the behavior of the bicycle abrupt. Therefore, this kind of bicycle provided with such a mechanism can be supplied at low cost.
以下、図1及び図2に基づいて、この発明の典型的な実施の形態について説明する。この実施の形態にかかる自転車は、後輪7を二輪として三輪を有する。すなわち、いわゆる三輪自転車である。図中符号1は前輪、符号2はハンドル、符号3はフレーム、符号4はシートである。シート4直下のフレーム3の中央部にはギヤクランク5及びペダル6が設けられている。フレーム3の後部は、前後枠構成体3b、3cと左右枠構成体3d、3eとからなる枠部3aとなっている。この枠部3aを挟んだ両側にそれぞれ後輪7が配されている。図中符号8で示されるのは、枠部3aの上方に設けられた荷台である。
Hereinafter, a typical embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The bicycle according to this embodiment has three wheels with the
かかる自転車は、前記ペダル6の踏み込み操作により後輪7を駆動させる主走行機構と、走行補助機構とを備えている。
Such a bicycle includes a main traveling mechanism that drives the
主走行機構は、前記ギヤクランク5の回転力を後輪7に伝達する機構である。図示の例では、かかる回転力は図2の左側に配される後輪7に主走行機構を介して伝達され、図2の右側に配される後輪7は単純に枠部3aにハブ7aを支持されている。枠部3aの略中央には、前後枠構成体3b、3c間に支持部材3fが架設されている。この支持部材3fと左枠構成体3dとの間に主軸9が軸支されている。図示の例では、かかる主走行機構は、この主軸9の右端に設けられたスプロケット10とギヤクランク5との間にチェーン11を張設させると共に、前記枠部3aの左外側においてこの主軸9の左端に設けられたスプロケット12と左側の後輪7のハブ7aと一体に備えられたスプロケット13との間にチェーン14を張設させることで、構成されている。
The main traveling mechanism is a mechanism that transmits the rotational force of the gear crank 5 to the
一方、走行補助機構は、図示の例では前記枠部3a内に納められて自転車の後部に備えられている。
かかる走行補助機構は、
(1)モーター15及びその電源と、
(2)第一ギヤ16と、
(3)コイルスプリング17と、
(4)第二ギヤ18と、
(5)第二ギヤ18の回転を解除可能に阻止するストッパ手段19と、
(6)モーター15の駆動回路の一部をなすリミットスイッチ20とを備えている。
On the other hand, in the illustrated example, the travel assist mechanism is housed in the
Such a travel assist mechanism is
(1) the
(2) the
(3)
(4) the
(5) stopper means 19 for releasably preventing rotation of the
(6) The
かかるモーター15の駆動回路の全体は図示していない。前記ハンドル2にはこの駆動回路の一部を構成するメインスイッチ21が設けられている。また、ハンドルの左側のにぎりの近傍にはブレーキレバー2aの他に前記ストッパ手段19による第二ギヤ18の回転の阻止を解除する解除レバー22が設けられている。この解除レバー22とストッパ手段19を構成する後述の係合爪19aとは図示しないワイヤで接続されており、解除レバー22を操作すると後述の第二ギヤ18の外輪と係合爪19aとの係合が解かれるようになっている。また、前記駆動回路の一部には解除レバー22のかかる操作により開成される図示しないスイッチが含まれている。これにより図示の例では、メインスイッチ21と、リミットスイッチ20と、図示しないかかるスイッチがいずれも閉成されていない限り、前記モーター15は駆動されないようになっている。
The entire drive circuit of the
図示の例では、かかるモーター15は前記主軸9の後方において後枠構成体3cに支持されている。電源としては図示しない蓄電池を用いることが予定され、この蓄電池も枠部3aに搭載される。
In the illustrated example, the
図示の例では、第一ギヤ16は主軸9の右端側においてその外側に配され、回転中心を主軸9の中心と一致させるが、主軸9とは無関係に回転されるようになっている。また、この第一ギヤ16はモーター15の駆動により一方向のみに回転される構成となっている。図示の例では、モーター15の出力軸に設けられた出力側スプロケット23と第一ギヤ16と一体になった入力側スプロケット24との間に張設されたチェーン25を介してモーター15が駆動されると第一ギヤ16が回転されるようになっている。図示の例では、かかる第一ギヤ16をラチェットギヤとして前記一方向にのみ回転するように構成している。図中符号26はこのラチェットギヤに対するラチェット爪である。
In the illustrated example, the
一方、第二ギヤ18は、枠部3aの内方において、主軸9の左端側に備えられている。第二ギヤ18はフリーホイールとなっており、その内輪(中子)を主軸9に固着させている。図示の例では、前枠構成体3bに前記ストッパ手段19となる係合爪19aが備えられている。この係合爪19aは第二ギヤ18の外輪(フリーギヤ)に係合する位置に常時付勢されており、前記解除レバー22を操作しない限り第二ギヤ18の外輪の回転を阻止するようになっている。なお、かかるストッパ手段19は、第二ギヤ18の回転を解除可能に阻止し得るものであれば良く、したがってその具体的な構造は図示のものに限定されない。
On the other hand, the
また、前記コイルスプリング17は、第一ギヤ16側にスプリング一端17aを固定され、かつ、第二ギヤ18側にスプリング他端17bを固定されており、前記ストッパ手段19により第二ギヤ18の回転が阻止された状態における第一ギヤ16の回転により図示の例ではスプリング径を細める向きに弾性変形されるようになっている。図示の例では、かかるコイルスプリング17は前記主軸9を内側に通すようにして第一ギヤ16と第二ギヤ18との間に配されている。図示の例では、かかるコイルスプリング17のスプリング他端17bは第二ギヤ18の外輪に固着されている。
The
また、前記リミットスイッチ20は、コイルスプリング17のスプリング径が所定径に達した巻き終わり状態において開成されてモーター15の駆動を停止するようになっている。図示の例では、かかるリミットスイッチ20は前記枠部3aの内側において左枠構成体3dに支持されていると共に、コイルスプリング17の外周部に接する可動片20aを備えている。この可動片20aはコイルスプリング17の外周部の移動に追随して移動するようになっており、所定位置に可動片20aが移動するとリミットスイッチ20が開成(OFF)となるように構成されている。なお、かかるリミットスイッチ20は、コイルスプリング17のスプリング径が所定径に達した巻き終わり状態において開成される構成のものであれば良く、したがってその具体的な構造は図示のものに限定されない。
The
そして、この実施の形態にかかる自転車にあっては、前記コイルスプリング17の巻き終わり状態からストッパ手段19による第二ギヤ18の回転阻止を解除することによりコイルスプリング17の弾性復帰力が自転車を前進させる向きの力として主走行機構に伝達されるようになっている。図示の例では、前記主軸9と第二ギヤ18の内輪は一体になっているが、外輪はこの外輪が図2における矢印x方向に回転する場合に限り内輪と接続されるようになつている。したがって、外輪の回転が前記ストッパ手段19により阻止された状態では主軸9の回転を外輪が妨げることはない。第二ギヤ18の外輪の回転を阻止させた状態において、前記メインスイッチ21を閉成(ON)してモーター15を駆動させると図2における矢印x方向に第一ギヤ16が回転され、コイルスプリング17が絞られる。コイルスプリング17のスプリング径が所定径に達するとリミットスイッチ20が開成してモーター15の駆動は停止される。(待機状態)この待機状態から前記解除レバー22を操作してストッパ手段19による第二ギヤ18の回転阻止を解除するとコイルスプリング17の弾性復帰により第二ギヤ18の外輪は図2における矢印x方向への回転されこのとき外輪と内輪とは接続されるので主軸9は自転車を前進させる向きに回転される。これにより自転車の走行が補助(アシスト)される。前記解除レバー22の操作を止めると共に、コイルスプリング17のスプリング径が前記所定径以上に復帰してリミットスイッチ20が閉成されると、ストッパ手段19による第二ギヤ18の回転阻止をした状態でモーター15の駆動が再開され、再び前記待機状態が作り出される。
In the bicycle according to this embodiment, the elastic spring return force of the
この実施の形態にかかる自転車によれば、かかる走行補助機構によって、後輪7を二輪とする自転車の主走行機構による走行を補助させることができる。かかる走行補助機構は、コイルスプリング17の弾性復帰力を利用して自転車を前進させることから、これにより自転車の挙動を突飛なものにしてしまうことはない。かかる走行補助機構は、構造的にも簡素であり、これを備えた自転車を大型化させることはなく、また、自転車の軽量化の要請に反することもなく、さらにはこうした走行補助機能を備えた自転車の低廉供給にも資する。
According to the bicycle according to this embodiment, the traveling assist mechanism can assist the traveling by the main traveling mechanism of the bicycle having the
7 後輪
15 モータ
16 第一ギヤ
17 コイルスプリング
18 第二ギヤ
19 ストッパ手段
20 リミットスイッチ
7
Claims (1)
走行補助機構は、
モーター及びその電源と、
第一ギヤと、
コイルスプリングと、
第二ギヤと、
第二ギヤの回転を解除可能に阻止するストッパ手段と、
モーターの駆動回路の一部をなすリミットスイッチとを備えており、
第一ギヤはモーターの駆動により一方向のみに回転される構成となっており、
コイルスプリングは第一ギヤ側にスプリング一端を固定され、かつ、第二ギヤ側にスプリング他端を固定されており、ストッパ手段により第二ギヤの回転が阻止された状態における第一ギヤの回転によりスプリング径を変える弾性変形を蒙るようになっており、
コイルスプリングのスプリング径が所定径に達した巻き終わり状態においてリミットスイッチが開成されてモーターの駆動が停止されるようになっており、
前記巻き終わり状態からストッパ手段による第二ギヤの回転阻止を解除することによりコイルスプリングの弾性復帰力が自転車を前進させる向きの力として主走行機構に伝達されるようになっていることを特徴とする自転車。 A bicycle having three or four wheels with two rear wheels, and includes a main traveling mechanism that drives the rear wheel by depressing a pedal, and a traveling assist mechanism,
The travel assist mechanism
A motor and its power supply,
The first gear,
Coil springs,
A second gear,
Stopper means for releasably preventing rotation of the second gear;
With a limit switch that forms part of the motor drive circuit,
The first gear is configured to rotate in only one direction by driving the motor,
The coil spring has one end fixed to the first gear side and the other end fixed to the second gear side, and the rotation of the first gear in a state where the rotation of the second gear is blocked by the stopper means. It is designed to undergo elastic deformation that changes the spring diameter,
The limit switch is opened at the end of winding when the spring diameter of the coil spring reaches the predetermined diameter, and the drive of the motor is stopped.
By releasing the rotation prevention of the second gear by the stopper means from the winding end state, the elastic return force of the coil spring is transmitted to the main traveling mechanism as a force for moving the bicycle forward. Bicycle to do.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101488849B1 (en) | 2012-05-14 | 2015-02-04 | 조정환 | Bicycles |
CN113147995A (en) * | 2021-05-07 | 2021-07-23 | 浙江阿波罗摩托车制造有限公司 | Electric bicycle |
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2009
- 2009-08-17 JP JP2009188447A patent/JP5119218B2/en active Active
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