JP2012144243A - 自転車 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】操舵ハンドル軸8、前輪12a、本体フレーム4、後輪15から成る自転車において、ペダルスプロケット2と第一の中継スプロケット10aに係歯される第一のチェーン3の往路、復路の前記ハンドル軸の延長線が横切る各交点付近に一対の括れ形成プーリー5,6を設け、前輪の回転面を含む前輪フレームの面に対して平行なオフセット面に前輪スプロケット12b、第二の中継スプロケット10b、前記両スプロケットに係歯される第二のチェーン11を設ける。また後輪に方向安定化装置60を備え、作動変換器32と作動調整器36から成る前後輪連携装置61、乃至は前記後輪の方向自在軸60と後輪の接地点との間に間隔を設けた方向自在装置の少なくともいづれか一方を設け、前記前後輪連携装置の要素間連結部の少なくとも一箇所にあそびを設ける。
【選択図】図2
Description
入出力軸にズレを生じた場合、磨耗や騒音が増大し遂には破損する。通常の使用条件であっても長期間の使用で自転車のフレームに歪みが生じ、軸間の距離・姿勢にズレを生ずるから、長持ちさせるには厳重な点検保守を要する。結果として、製造、維持管理に高コストを要する(特許文献3、段落0004参照)。
自転車を複数のフレームに分けるに当り、人と自転車のマン−マシンシステムのインターフェース部(座席、ペダル、操舵ハンドル)に求められる条件人間工学的観点から下記2件に集約される。
1)座席とペダルが同一フレームに設けられること。
2)操舵ハンドルは隣り合うフレームに設けられること。
また、前輪の転向を厳格に後輪に伝えるから、後輪は敏感に反応し、安定した操舵ができない。
前記操舵ハンドルにより操舵ハンドル軸を中心に転向し、前記操舵ハンドル軸を含む面に回転可能に軸支された前輪と、
前記操舵ハンドルが転向自在に取付けられた本体フレームと、
前記本体フレーム後方に回転自在に設けられた後輪と、
から成る自転車において、
前記操舵ハンドル軸を含む前記本体フレームの進行方向に伸びる面に駆動スプロケットの回転面が略納まり、前記本体フレームの下方に設けた軸受に回転自在に軸支された駆動スプロケットと、
前記ハンドル軸から前方に伸びる前肢、前記ハンドル軸から下方に伸びる前輪支持軸、前記前輪支持軸の下端から上方に伸びるスプロケットステーの何れかで構成される前輪フレームと、
前記前輪フレームの面に第一の中継スプロケットの回転面が略納まる第一の中継スプロケットと、
前記前輪フレームの面に対して平行な面に納まり、前記第一の中継スプロケットと同軸回転する第二の中継スプロケットと、
前記前輪に設けた前輪スプロケットと、
前記駆動スプロケットと前記第一の中継スプロケットに係歯する第一のチェーンと、
前記第二の中継スプロケットと前記前輪スプロケットに係歯する第二のチェーンと、
前記第一のチェーンに囲まれた前記本体フレームの面又は前輪フレームの面に納まるように前記操舵ハンドル軸の仮想延長線と略垂直に交わる姿勢で設けたプーリー揺動軸と、
前記プーリー揺動軸に揺動自在に軸支された一対のプーリー基板と、 前記第一のチェーンが往路、復路において前記ハンドル軸の仮想延長線が横切る各交点付近で瓢箪形に括れを生ずるように、夫々のプーリー基板に回転自在に軸支された一対の括れ形成プーリーと、
から構成される前輪駆動・前輪操舵装置を設けた自転車を提供することにより上記課題を解決したものである。
二つの後輪を備えると共に、
前記後輪の転向を可能にする方向自在軸と、
前記方向自在軸から下方に伸び、前記後輪を回転自在に軸支する後輪支持軸と、
前記方向自在軸又は前記後輪支持軸から前方に伸びる第二の連結板と、
前記第二の連結板の前端どうしを回動自在に繋ぐ第一の連結板と、
前記第一の連結板に一端が係止され他端が前記本体フレーム側に係止され、前記後輪を直進中立姿勢に付勢する後輪中立ばねと、
を備えた自転車を提供することにより上記課題を解決したものである。
前記前輪の転向を変換して、前記第一の連結板まで伝達する前後輪連携装置を備える自転車を提供することにより上記課題を解決したものである。
前記前後輪連携装置は、
前記前輪フレームの転向作動を変換・伝達する作動変換器と、
伝達された作動を後輪の転向に適した作動に整え、前記第一の連結板に伝える作動調整器と、
を備え、
前記前輪フレームと前記作動変換器との連結部、前記作動変換器と前記作動調整器との連結部、前記作動調整器と前記第一の連結板との連結部、の少なくとも一箇所にあそびを有する、又はばねによる連結機構を有する自転車を提供することにより上記課題を解決したものである。
図2において本体フレーム4の前方に設けられた軸受4bに、進行方向に伸びる本体フレームの面4aに略納まる姿勢で、操舵ハンドル軸8が回動自在に軸支される。
本体フレーム4の下方に設けられた軸受4cに、本体フレームの面4aに回転面2pが略納まるように回転自在に駆動スプロケット2が軸支され、ループ状の第一のチェーン3が掛り係歯される。第一のチェーン3は他方で、操舵ハンドル軸8が略納まる前輪フレームの面14dに回転面10apが略納まる第一の中継スプロケット10aに掛り係歯される。ペダル1によって回転する駆動スプロケット2の回転力が第一の中継スプロケット10aに伝わる。
さらに又、図11に示すように、前輪フレーム14はスプロケットステー14c、前肢14bで構成される。操舵ハンドル7はスプロケットステー14cが上方に伸びた上端部に取り付けられる。ハンドル軸8は本体フレーム4に固定されてもよいし、又前輪フレーム14に固定されてもよいし、さらに抜け落ち防止手段をもうけるなら(図示せず)本体フレーム4にも前輪フレーム14にも固定する必要はない。
前輪フレーム14の面14dからd距離隔たったオフセット面14fに回転面10bpが一致するように、第一の中継スプロケット10aと同軸回転する第二の中継スプロケット10bが軸受14eに軸支される。またオフセット面14fに回転面12bpが略一致するように、前輪12aと同軸回転する前輪スプロケット12bが軸受14gに軸支される。
第二の中継スプロケット10bと前輪スプロケット12bにループ状の第二のチェーン11が掛り系歯される。
図1、図2にはプーリー揺動軸9は本体フレーム4に植設されているが、図11に示すように前輪フレーム14の一対のスプロケットステー14cをつなぐブリッジ部14kに植設されてもよい。前輪フレーム14に植設された場合は、旋回走行時、第一のチェーン3は、第一の中継スプロケット10aの側で捻れを生じて三次元屈曲する。
ローラータイプのチェーンの一駒毎の捻れは僅かであるが多数個繋がれば、捻れが集積されて充分な捻れになになり、三次元屈曲を可能にする。
下記要素が、本体フレームの面4aに、操舵ハンドル軸8に対する位置・姿勢の条件(括弧内に示す)を満たして位置している。
1)駆動スプロケット2の回転面2a
2)操舵ハンドル軸8
3)第一のチェーン3(操舵ハンドル軸8の延長線に略直交する)
旋回走行時、第一の中継スプロケット10aの側は本体フレーム面4aから外れる。
4)括れ形成プーリー5、6(操舵ハンドル軸8の延長線付近に位置する)
5)括れ形成プーリー揺動軸9(操舵ハンドル軸8の延長線に略直交する)
前輪フレーム14に植設の場合は旋回走行時、本体フレームの面4aから外れる。
6)第一の中継スプロケット10aの回転面10ap
旋回走行時は本体フレームの面4aから外れる。
方向安定化装置60を付設することで、後輪15の操舵補助機能が安定的に発揮される。第二の連結板17は、泥除けのためのフェンダーを支える機能を副次的に果たしてもよいし、また方向自在軸16に直接植設されてもよい。
前後輪連携装置61は主たる要素として作動変換器32と作動調整器36から成る。前輪支持軸14aから後方に伸びる前輪ステー31に植設された旋回ピン34は、作動変換器(レバー)32に植設されたばね掛けピン33と前輪中立ばね30で繋がれ、互いに引き合うことで前輪12aは直進中立姿勢に保たれる。また旋回ピン34は作動変換器32の二股部39と適度のあそびを以って緩く繋がっており、前輪フレーム14が一定角度以上転向した場合、旋回ピン34が二股部39に作用し軸40に回動可能に軸支された作動変換器32を動かし、他端に植設された伝達ピン35があそびをもって嵌る長穴部37に作用して、軸38によって回動自在に軸支された作動調整器(レバー)36を動かす。
ハンドル7を僅かに転向するだけでは、旋回ピン34は二股部39に作用せず前輪中立ばね30に引かれて作動変換器32は僅かに転向するが、伝達ピン35は作動調整器36の長穴部37とあそびを以って緩やかに繋がっており後輪15はほとんど転向しない。
上記の旋回ピン34から作動変換器32、作動調整器36、第一の連結板17に至る前後輪連携装置61の連結部のうち少なくとも一箇所にあそび、乃至はばねによる柔軟性のある結合を持たせておくことが必要である。また、前後輪連携装置61は駆動スプロケット2の下側で、左右をペダル1の回転動作によって幅(一般に約150ミリ)の制限を受る。従って作動変換器32の軸40は駆動スプロケット2の中心付近の下側に配置し、作動変器32の振れ幅を左右のペダル1の回転動作で制約される範囲に納める。
後輪中立ばね20は後輪15を中立姿勢に保つばかりでなく、前後輪連携装置61を遡って前輪12aを直進中立姿勢に付勢する。
図7に示すように、操舵ハンドル7を時計方向に操舵すると前輪12aは時計方向に転向し、各部は図7に示す矢印の方向に動き、後輪15が反時計方向に転向することで時計方向の旋回走行を補助する。
UJを使わずに、チェーン・スプロケット・プーリーの駆動伝達装置でチェーンと前輪の接触を回避し、コスト高を回避できる。
トータルの効果として、転倒の危険性が低減し、寛いで乗車でき、低速でも転倒せず、停車してそのままの姿勢で休息でき、若者から年寄りまで全ての年代の人々に適合する乗り物を実現できる。
2 駆動スプロケット
3 第一のチェーン
4 本体フレーム
4a 本体フレームの面
5 括れ形成プーリー
6 括れ形成プーリー
7 操舵ハンドル
8 操舵ハンドル軸
9 揺動軸
10 中継スプロケットアセンブリー
10a 第一の中継スプロケット
10b 第二の中継スプロケット
11 第二のチェーン
12 前輪アセンブリー
12a 前輪
12b 前輪スプロケット
14 前輪フレーム
14a 前輪支持軸
14b 前肢
14c スプロケットステー
14d 前輪フレームの面
14e 中継スプロケット軸受
14f オフセット面
14k ブリッジ部
15 後輪
15b 後輪接地点
16 方向自在軸
17 第二の連結板
18 第一の連結板
19 後輪支持軸
20 後輪中立ばね
21 座席
27 キャノピー
30 前輪中立ばね
31 前輪ステー
32 作動変換器
33 ばね掛けピン
34 旋回ピン
35 伝達ピン
36 作動調整器
37 長穴部
39 二股部
51 第一のロッド
52 第二のロッド
53 ワイヤー
54 ワイヤー
60 方向安定化装置
61 前後輪連携装置
Claims (5)
- 操舵ハンドルと、
前記操舵ハンドルにより操舵ハンドル軸を中心に転向し、前記操舵ハンドル軸を含む面に回転可能に軸支された前輪と、
前記操舵ハンドルが転向自在に取り付けられた本体フレームと、
前記本体フレーム後方に回転自在に設けられた後輪と、
から成る自転車において、
前記操舵ハンドル軸を含む前記本体フレームの進行方向に伸びる面に駆動スプロケットの回転面が略納まり、前記本体フレームの下方に設けた軸受に回転自在に軸支された駆動スプロケットと、
前記ハンドル軸から前方に伸びる前肢、前記ハンドル軸から下方に伸びる前輪支持軸、前記前輪支持軸の下端から上方に伸びるスプロケットステーの何れかで構成される前輪フレームと、
前記前輪フレームの面に第一の中継スプロケットの回転面が略納まる第一の中継スプロケットと、
前記前輪フレームの面に対して平行な面に納まり、前記第一の中継スプロケットと同軸回転する第二の中継スプロケットと、
前記前輪に設けた前輪スプロケットと、
前記ペダルスプロケットと前記第一の中継スプロケットに係歯する第一のチェーンと、
前記第二の中継スプロケットと前記前輪スプロケットに係歯する第二のチェーンと、
前記第一のチェーンに囲まれた前記本体フレームの面又は前輪フレームの面に納まるように前記操舵ハンドル軸の仮想延長線と略垂直に交わる姿勢で設けたプーリー揺動軸と、
前記プーリー揺動軸に揺動自在に軸支された一対のプーリー基板と 前記第一のチェーンが往路、復路において前記ハンドル軸の仮想延長線が横切る各交点付近で瓢箪形に括れを生ずるように、夫々のプーリー基板に回転自在に軸支された一対の括れ形成プーリーと、
から構成される前輪駆動・前輪操舵装置を設けたことを特長とする自転車。 - 二つの後輪を備えると共に、
前記後輪の転向を可能にする方向自在軸と、
前記方向自在軸から下方に伸び、前記後輪を回転自在に軸支する後輪支持軸と、
前記方向自在軸又は前記後輪支持軸から前方に伸びる第二の連結板と、
前記第二の連結板の前端どうしを回動自在に繋ぐ第一の連結板と、
前記第一の連結板に一端が係止され他端が前記本体フレーム側に係止され、前記後輪を直進中立姿勢に付勢する後輪中立ばねと、
を備えたことを特長とする請求項1記載の自転車。 - 前記前輪の転向を変換して、前記第一の連結板まで伝達する前後輪連携装置を備えることを特長とする請求項2記載の自転車。
- 前記前後輪連携装置は、
前記前輪フレームの転向作動を変換・伝達する作動変換器と、
伝達された作動を後輪の転向に適した作動に整え、前記第一の連結板に伝える作動調整器と、
を備え、
前記前輪フレームと前記作動変換器との連結部、前記作動変換器と前記作動調整器との連結部、前記作動調整器と前記第一の連結板との連結部、の少なくとも一箇所にあそびを有する、又はばねによる連結機構を有することを特長とする請求項3記載の自転車。 - 前記後輪の前記方向自在軸の仮想延長線の接地点と前記後輪の接地点との間に間隔があることを特長とする請求項2記載の自転車。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN110510038A (zh) * | 2019-09-24 | 2019-11-29 | 曹延香 | 一种三轮车辅助转向系统 |
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