JP2013141940A

JP2013141940A - 自転車

Info

Publication number: JP2013141940A
Application number: JP2012004050A
Authority: JP
Inventors: Jo Kataoka; 上片岡
Original assignee: Katayama Kogyo Co Ltd
Current assignee: Katayama Kogyo Co Ltd
Priority date: 2012-01-12
Filing date: 2012-01-12
Publication date: 2013-07-22
Anticipated expiration: 2032-01-12
Also published as: JP5955565B2

Abstract

【課題】ウォーキング感覚で乗ることができる簡単な駆動伝達構造からなる自転車の提供を目的とする。
【解決手段】車輪側に回転力を伝達するための出力スプロケットを連結した回転軸に、ワンウェイクラッチ付の入力スプロケットを連結してあり、前記入力スプロケットは揺動運動するペダルとチェーン連結してあることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は自転車に関し、特に自転車の駆動力の伝達構造に係る。

従来の一般的な自転車は、乗員がサドルに腰掛け、左右の脚でペダルをこぎ、クランクアームを回転させることで後輪に推進力をチェーン伝達するものである。
このようなクランクアームを回転させる駆動方法ではクランクアームの先端部に連結したペダルの動きが大きく、サドルに腰を掛けずに乗ることは大変である。
そこで本発明者らはウォーキング感覚で乗ることができる自転車を検討した結果、本発明に至った。
特許文献１にペダルを往復運動させることで推進する立ち乗り式自転車を開示するが、駆動力の伝達機構が複雑であり、且つ、前輪と後輪とを連結するフレームが左右方向中央にあり、ウォーキング感覚で乗れるものではない。

特開２０１０−２６０４５７号公報

本発明は、ウォーキング感覚で乗ることができる簡単な駆動伝達構造からなる自転車の提供を目的とする。

本発明に係る自転車は、車輪側に回転力を伝達するための出力スプロケットを連結した回転軸に、ワンウェイクラッチ付の入力スプロケットを連結してあり、前記入力スプロケットは揺動運動するペダルとチェーン連結してあることを特徴とする。
このように車輪側に回転力を伝達（出力）する回転軸に対してワンウェイクラッチ付の入力スプロケットを連結し、この入力スプロケットとペダルをチェーン連結したので、ペダルの揺動運動を回転軸に回転力として入力できる。
従って、従来のクランクアームを回転させる駆動方法とは異なり、相対的に従来よりもペダルの小さな揺動運動にて自転車を推進させることができる。

本発明に係る自転車は、ペダルの踏み込み力をチェーン及びワンウェイクラッチ付の入力スプロケットを介して回転軸に入力するので、そのまま自転車の推進力として利用できる。
従って、いわゆるアシスト電動モーター等の補助動力の有無を問わない。
また、本発明はこの回転軸を補助動力の回転軸に置き換えるか、又は補助動力の回転軸にギヤ連続することで容易に補助動力付自転車にすることも可能である。

より近い、ウォーキング感覚で自転車を乗るには、回転軸に左右一対のワンウェイクラッチ付の入力スプロケットを連結してあり、前記左右一対の入力スプロケットは、左右一対の交互に概ね上下方向に揺動するペダルとそれぞれチェーン連結されたものにしてもよい。
また、前記回転軸に連結した出力スプロケットと左右の後輪を駆動する駆動軸に連結したスプロケットとがチェーン連結されていてもよい。
この場合に駆動軸は左右に伝達スプロケットを有し、前記左右の伝達スプロケットと後輪軸に連結したワンウェイクラッチ付のスプロケットとをそれぞれチェーン連結してあるのがより好ましい。
本発明に係る自転車を三輪車に適用するには１つの前輪と２つの後輪を有し、この２つの後輪が回転軸に連結した出力スプロケットからの出力により回転するようにすることができる。

本発明に係る自転車は揺動運動するペダルの踏み込み力をチェーンとワンウェイクラッチ付の入力スプロケットで車輪を回転駆動する側の回転軸に入力したので、相対的に小さな範囲の揺動運動でも車輪の回転力に変換することができるので、ウォーキング感覚でペダルを踏む自転車になる。
また、回転軸を補助動力の回転軸に置換又は連結することで容易にアシスト動力付自転車にすることもできる。
さらには三輪車に本発明を適用すると、左右方向の平衡バランスをとる必要が無く、左右のペダルの上にそれぞれ左右の脚を乗せ、ウォーキング感覚（歩行感覚）で左右のペダルを交互に踏むだけで自転車を推進することができ、後輪軸側にもワンウェイクラッチ付スプロケットを取り付けることで坂道等を登る際に逆行することもない。

本発明に係る自転車の構造例を示す。自転車のリアアームを開放した状態の後方視を示す。自転車のペダル側から見た駆動伝達構造を示し、（ａ）は要部図（ｂ）はその拡大図を示す。自転車のフロント側から見た駆動伝達拡大図を示す。ペダルとフレーム体の連結構造を示す。ペダルの動きの説明図を示し、（ａ）は手前のペダルが上昇した状態、（ｂ）はこのペダルが下降した状態を示す。

本発明に係る自転車の構造例を以下図面に基づいて説明するが、本発明はこれに限定されない。
まず、車体のフレーム構造例について説明する。
図１，２に示すように自転車１０はフロントフレーム１１ａの左右にサイドフレーム１１ｂを連結した平面視で略Ｕ字形状のフレーム体１１のフロントフレーム１１ａ側にハンドル軸１２及びその上部にハンドル１３を取り付け、その下部に前輪１４を取り付けるとともにサイドフレーム１１ｂの後部にそれぞれ独立した左右の後輪軸１５ａを介して後輪１５を連結した車体構造になっていて、このフレーム体１１の内側に左右一対のペダル１６を有する。
また、必要に応じてサイドフレーム１１ｂ間をつなぐ連結フレーム１１ｄを取り付けてもよい。
サイドフレーム１１ｂの後部はサブフレーム１１ｃを連結し、Ｙ字形状の内側に後輪軸１５ａ及び後輪１５を配設した。
従って、本発明におけるフレーム体１１は、フロントフレームとその左右サイドフレームとで基本的なフレーム枠を形成し、その内側にペダル１６を配設したものであればサイドフレームの途中に又は後部に連結フレーム１１ｄを設けたものでもよい。
本実施例では、使用者がペダルに乗って立ち乗りする際に体を後方に預けられるようにリアアーム１８を左右のサイドフレームから立設した例になっている。
リアアーム１８はサイドフレームから立設フレーム１８ａとその上部であって、上方に開放自在のアーム部１８ｂとからなり、図２にアーム部１８ｂを上方に向けて開放した状態を示す。

フロントフレーム１１ａからは支持フレーム１２ｃを斜め前方に立設し、この支持フレーム１２ｃに対して逆Ｙ字形状となるようにパイプ部材１２ａを連結してある。
このパイプ部材１２ａにハンドル軸１２を挿通し、下部に前輪保持アーム１２ｂを連結し、この前輪保持アーム１２ｂに前輪１４を軸着１４ａしてある。
本発明に係る自転車は駆動の伝達構造に特徴があり、フレーム構造はこれに限定されない。

次にペダル１６の踏み込み力を後輪側に伝達する駆動系統について説明する。
左右のペダル１６は図５，６に示すようにサイドフレーム１１ｂから第１リンク１７ａ，第２リンク１７ｂの２本のリンク部材でペダル１６の上面が概ね水平になるように支持され、少し前後方向に移動しながら上下方向に交互に揺動する。
本実施例では、図３，４に示すようにフロントフレーム１１ａの下部に補助動力２０を連結した例になっている。
補助動力２０としては、アシスト電動モーターを用い、このアシスト電動モーターの回転軸２１に出力スプロケット２３と左右一対のワンウェイクラッチ付の入力スプロケット２２，２２を連結してある。
入力スプロケット２２はペダル１６とペダルチェーン４０にてチェーン連結されている。
ペダルチェーン４０の一端４０ａはペダル１６側に連結し、他端４０ｂはテンショナー３２側に連結してある。
テンショナー３２はスプリング取付部３４ａに取り付けたスプリング３２ａにより、ペダルチェーン４０の上記他端４０ｂを引っ張る方向に付勢してあり、ペダル１６が上昇する際のチェーン緩みを防止する。
左右のテンショナー３２，３２は連結シャフト３４にて連結してあり、左右のテンショナーは相互に約１８０°ずれた対称形になるように配置してある。
補助動力２０側から支持ブラケット３３にて支持された連動リンク３０が回動自在に設けられ、連動リンク３０の両端部はそれぞれペダルリンク３１，３１にてペダル１６，１６とリンク連節されている。
これにより、左右一対のペダル１６，１６のうち一方を踏み込むと、この連動リンク３０の回動により他方のペダル１６が上昇することになる。
なお、左右のペダルが交互に上下移動するものであれば、このリンク構造に限定されるものではなく、ギヤ連結等でもよく手段に限定はない。

図６に左右のペダル１６，１６の動きの説明図を示す。
（ａ）は紙面、手前のペダル１６が上昇した状態を示し、この状態ではペダルチェーン４０の他端４０ｂがテンショナー３２の付勢力によりペダル側に引っ張られながら移動する。
この状態から手前のペダルを踏み込むと、ペダルチェーン４０のペダル側に連結した一端４０ａが引っ張られるので、このチェーンの移動により回転力が入力スプロケットに伝達され、ペダルリンク３１に連節した連動リンク３０の回動により奥側のペダルが上昇する。
次に奥側のペダルを踏み込むと、手前側のペダルが上昇することになる。
補助動力の回転軸に左右のワンウェイクラッチ付の入力スプロケット２２を介して交互の回転力が伝達されるとともに補助動力のアシストを受けながら出力スプロケット２３に出力された回転力は出力チェーン４１を介して駆動軸２６に連結したスプロケット（第１伝達スプロケット）２４に伝わる。
第１伝達スプロケット２４の回転力は、左右方向の駆動軸２６に伝わり、その両端部に連結された第２伝達スプロケット２５，２５を経由して左右のそれぞれの伝達チェーン４２により後輪側のワンウェイクラッチ付のスプロケット２７側に回転力が伝達される。
これにより後輪１５が回転し、自転車が前進する。
また、本発明に係る回転軸２１は必ずしも補助動力２０の回転軸である必要が無く、１つの出力スプロケット２３と左右一対の入力スプロケットがシャフト状の回転軸にて連結され、この回転軸をフロントアーム側に軸支させてもよい。

１０自転車
１１フレーム体
１１ａフロントフレーム
１１ｂサイドフレーム
１１ｄ連結フレーム
１２ハンドル軸
１３ハンドル
１４前輪
１５後輪
１５ａ後輪軸
１６ペダル
１７ａ第１リンク
１７ｂ第２リンク
２０補助動力
２１回転軸
２２入力スプロケット
２３出力スプロケット
２４第１伝達スプロケット
２５第２伝達スプロケット
２６駆動軸
２７スプロケット
３０連結リンク
３１ペダルリンク
３２テンショナー
３２ａスプリング
３４連結シャフト
４０ペダルチェーン
４１出力チェーン
４２伝達チェーン

Claims

車輪側に回転力を伝達するための出力スプロケットを連結した回転軸に、ワンウェイクラッチ付の入力スプロケットを連結してあり、
前記入力スプロケットは揺動運動するペダルとチェーン連結してあることを特徴とする自転車。
前記回転軸は補助動力の回転軸であることを特徴とする請求項１記載の自転車。
前記回転軸に左右一対のワンウェイクラッチ付の入力スプロケットを連結してあり、
前記左右一対の入力スプロケットは、左右一対の交互に概ね上下方向に揺動するペダルとそれぞれチェーン連結してあることを特徴とする請求項１又は２記載の自転車。
前記回転軸に連結した出力スプロケットと左右の後輪を駆動する駆動軸に連結したスプロケットとがチェーン連結されていることを特徴とする請求項３記載の自転車。
前記駆動軸は左右に伝達スプロケットを有し、前記左右の伝達スプロケットと後輪軸に連結したワンウェイクラッチ付のスプロケットとをそれぞれチェーン連結してあることを特徴とする請求項４記載の自転車。
１つの前輪と２つの後輪を有し、当該２つの後輪が前記回転軸に連結した出力スプロケットからの出力により回転するものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の自転車。