JP2014151737A

JP2014151737A - 自転車

Info

Publication number: JP2014151737A
Application number: JP2013022189A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Hotta; 健一堀田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-02-07
Filing date: 2013-02-07
Publication date: 2014-08-25
Anticipated expiration: 2033-02-07
Also published as: JP6168783B2

Abstract

【課題】前輪駆動の自転車を後退させる操作を合理的に可能にする。
【解決手段】前輪１を支持するフォーク３に対して上下方向の往復動可能に組み合わされた左側ペダル２及び右側ペダル２と、前輪１上においてフォーク３に支持される水平軸４に組み合わされた左側フリーホイール５及び右側フリーホイール６と、左側ペダル２と左側フリーホイール５とを連係させる左側連係部材７と、右側ペダル２と右側フリーホイール６とを連係させる右側連係部材８と、水平軸４にこれを中心とした正転及び逆転可能に備えられた駆動側ギア９と、水平軸４と駆動側ギア９とのクラッチ手段１０と、前輪１のハブ１１に備えられた下部フリーホイール１２と、駆動側ギア９と下部フリーホイール１２との間に掛け回されたチェーン１３とを備えてなる。
【選択図】図６

Description

この発明は、前輪の両側に配されたペダルを下方に踏み込むことでこの前輪を駆動させて走行する構造を備えた自転車の改良に関する。

自転車を構成する前輪の両側にそれぞれ上下動可能にペダルを備え、このペダルの踏み込みによって自転車を前進させる向きに前記前輪を回転させると共に、この踏み込み位置からのペダルの踏み込み前位置への復動時には前記前輪を回転させないように構成された自転車として、本出願人が先に開示した特許文献１に示されるものがある。

この特許文献１の自転車にあっては、前輪のハブを構成する胴体の左右にそれぞれフリーホイールが備えられている。そして、左側のペダルと左側のフリーホイールとがチェーンを介して連係され、右側のペダルと右側のフリーホイールとがチェーンを介して連係されている。そして、左右のフリーホイールはそれぞれ、ペダルを踏み込んだときに正転し、前輪を自転車を前進させる向きに回転させるようになっている。

しかるに、この特許文献１の自転車にあっては、自転車が停止した状態から、前輪と後輪を共に逆転させながら自転車を後退させることができなかった。

すなわち、自転車が停止した状態から自転車を後退させようとすると、前進のときと逆向きに回転される前輪により前記フリーホイールにはこれを逆転させる向きの力が作用され、前記チェーンにもペダルを復動させる向きの力が作用されることとなるが、、前記ペダルは踏み込み前の位置と最大踏み込み位置との間に亘る上下動しか行わないためこれによりフリーホイールの逆転は抑止され、したがって特許文献１の自転車にあっては、自転車が停止した状態から、前輪と後輪を共に逆転させながら自転車を後退させることができなかった。

特許第３７９１９５７号公報

この発明が解決しようとする主たる問題点は、この種の前輪の両側に配されたペダルを下方に踏み込むことでこの前輪を駆動させて走行する構造を備えた自転車において、自転車が停止した状態から前輪と後輪を共に逆転させながら自転車を後退させる操作を、合理的に可能にする点にある。

前記課題を解決するために、この発明にあっては、自転車を、前輪を支持するフォークに対して上下方向の往復動可能に組み合わされた左側ペダル及び右側ペダルと、
前輪上において、フォークに支持される水平軸と、
水平軸に組み合わされた左側フリーホイール及び右側フリーホイールと、
左側ペダルと左側フリーホイールとを、左側ペダルの踏み込み時に水平軸をを正転させるように連係させる左側連係部材と、
右側ペダルと右側フリーホイールとを、右側ペダルの踏み込み時に水平軸を正転させるように連係させる右側連係部材と、
水平軸にこれを中心とした正転及び逆転可能に備えられた駆動側ギアと、
水平軸と駆動側ギアとのクラッチ手段と、
前輪のハブに備えられた下部フリーホイールと、
駆動側ギアと下部フリーホイールとの間に掛け回されたチェーンとを備えてなり、
駆動側ギアの正転により自転車を前進させる向きに前輪が回転されるようになっているものとした。

前記クラッチ手段のＯＮ状態においては水平軸と駆動側ギアは一体化され、左側ペダル又は右側ペダルの踏み込みによって左側フリーホイール及び右側フリーホイールを介して水平軸が正転されると、駆動側ギアも正転し、前記チェーンと下部フリーホイールを介して前輪は自転車を前進させる向きに回転される。一方で、このＯＮ状態において停止した自転車を後退させようとすると、前進のときと逆向きに回転される前輪により下部フリーホイールにはこれを逆転させる向きの力が作用され、前記チェーン、駆動側ギア、クラッチ手段、水平軸を介して左側フリーホイール及び右側フリーホイールにもこれらを逆転させる向きの力が作用されることとなるが、左側ペダル及び右側ペダルは踏み込み前の位置と最大踏み込み位置との間に亘る上下動しか行わないため駆動側ギアの逆転は抑止され、したがって自転車を後退させることはできない。前記クラッチ手段をＯＦＦ状態として水平軸と駆動側ギアとを分離すれば、左側ペダル及び右側ペダルの踏み込みによって水平軸が正転されても、駆動側ギアは回転せず、したがって、前輪も回転されず自転車は走行しない。このＯＦＦ状態において停止した自転車を後退させようとすると、前進のときと逆向きに回転される前輪により前記チェーンを介して駆動側ギアにはこれを逆転させる向きの力が作用されるが、駆動側ギアと水平軸との接続が解かれていることから、前記ＯＮ状態と異なり駆動側ギアの逆転が許容され、したがって自転車を後退させることができる。

前記前輪を支持するフォークにさらにモータを支持させ、このモータの駆動により駆動側ギアが正転されるようにしておけば、前記クラッチ手段のＯＮ状態では、モータの駆動力と左側ペダル及び右側ペダルの踏み込み力との双方によって自転車は走行可能となり、前記クラッチ手段のＯＦＦ状態では、モータの駆動力のみによって自転車は走行可能となる。

この発明によれば、この種の前輪の両側に配されたペダルを下方に踏み込むことでこの前輪を駆動させて走行する構造を備えた自転車において、自転車が停止した状態から前輪と後輪を共に逆転させながら自転車を後退させる操作を、前輪を支持するフォークにおおむね組み合わされる各部材によって合理的に実現することができる。

図１はこの発明の一実施の形態にかかる自転車の右側面構成図である。図２は前記自転車の前輪側の右側面構成図である。図３は前記自転車の前輪側の左側面構成図である。図４は前記自転車の正面構成図である。図５は前記自転車の前輪側の右側面構成図であり、右側ペダルを踏み込みきった状態を示している。図６は前記自転車の要部正面構成図であり、クラッチ手段はＯＮ状態にある。図７は前記自転車の要部正面構成図であり、クラッチ手段はＯＦＦ状態にある。

以下、図１〜図７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、前輪１の両側に配されたペダル２を下方に踏み込むことでこの前輪１を駆動させて走行するものである。

かかる自転車は、（１）前輪１を支持するフォーク３に対して上下方向の往復動可能に組み合わされた左側ペダル２及び右側ペダル２と、
（２）前輪１上において、フォーク３に支持される水平軸４と、
（３）水平軸４に組み合わされた左側フリーホイール５及び右側フリーホイール６と、
（４）左側ペダル２と左側フリーホイール５とを、左側ペダル２の踏み込み時に水平軸４を正転させるように連係させる左側連係部材７と、
（５）右側ペダル２と右側フリーホイール６とを、右側ペダル２の踏み込み時に水平軸４を正転させるように連係させる右側連係部材８と、
（６）水平軸４にこれを中心とした正転及び逆転可能に備えられた駆動側ギア９と、
（７）水平軸４と駆動側ギア９とのクラッチ手段１０と、
（８）前輪１のハブ１１に備えられた下部フリーホイール１２と、
（９）駆動側ギア９と下部フリーホイール１２との間に掛け回されたチェーン１３とを備えている。
そして、前記前輪１は、前記駆動側ギア９の正転により自転車を前進させる向きに回転されるようになっている。

図中符号１４はフレーム、符号１５はサドル、符号１６はこのフレームを構成する頭管、符号１７はこの頭管１６に回動可能に支持された操縦管である。図示の例では、自転車は、前輪１を一輪、後輪１’を二輪とした三輪車となっている。なお、各図においては、この実施の形態にかかる自転車の特徴的構成を理解しやすいように、この特徴的構成に係る構成以外の自転車の構成を省略して示している。もっとも、前輪１は二輪でも良く、また、後輪１’は一輪でも構わない。すなわち、前記特徴的構成は、二輪自転車、四輪自転車、及び、後輪１’を一輪とする三輪自転車にも適用可能である。

フォーク３の左側部分３ａの下端と、フォーク３の右側部分３ｂの下端との間に前輪１の車軸１８が支持され、前記ハブ１１の胴体１１ａはこの車軸１８を中心に回転する。図示の例では、かかるハブ１１の胴体１１ａの右端（自転車の進行方向右側／自転車を正面から見た図６においては左側）に下部フリーホイール１２が備えられている。この下部フリーホイール１２は、前記左側ペダル２又は右側ペダル２の踏み込み、すなわち、下方に向けた移動によって前記チェーン１３が走行されるときにのみ、ハブ１１の胴体１１ａを正転させて前輪１を自転車を前進させる向きに回転させるようになっている。

左側ペダル２及び右側ペダル２はいずれも、図示の例では、フォーク３から後方に突き出すアーム３ｃの下端に回動可能に支持されて前方に延び出すクランク２ａに備えられている。左右のクランク２ａ、２ａの間に前輪１及びフォーク３が納まるようになっている。

水平軸４は、ブラケット１９を介してフォーク３に支持されている。図示の例では、ブラケット１９は、天部１９ａ下に、フォーク３の上部に固定される背部１９ｂと、左右の側部１９ｃ、１９ｃとを備えている。水平軸４は、軸受け１９ｄを介してブラケット１９の左右の側部１９ｃ、１９ｃ間に架設されている。

左側フリーホイール５及び右側フリーホイール６はそれぞれ、その内側に水平軸４を通してこの水平軸４に組み合わされている。

図示の例では、前輪１の左側においては、一端を前記クランク２ａの自由端に止着させると共に、他端を前記ブラケット１９に止着させたチェーン７ａのこの両端部間にある箇所が、左側フリーホイール５の上部側に掛け回されており、（図３）また、前輪１の右側においては、一端を前記クランク２ａの自由端に止着させると共に、他端を前記ブラケット１９に止着させたチェーン８ａのこの両端部間にある箇所が、右側フリーホイール６の上部側に掛け回されている。（図２、図５）前記水平軸４の下方において、かかるチェーン７ａ、８ａはそれぞれスプロケット２０に掛け回されている。このスプロケット２０の回転中心とフォーク３の下端から下方に突き出す延出部３ｄとの間には引っ張りコイルバネ２１が設けられており、このバネ２１によって左右のクランク２ａ、２ａはそれぞれ、その自由端を上方に位置させるようになっている。このように位置づけられるクランク２ａによって左側ペダル２及び右側ペダル２はそれぞれ、下方に向けて踏み込み可能に前輪１の側方に位置づけられるようになっている。左側ペダル２を踏む込むと前記バネ２１を引き延ばしながらチェーン７ａが走行し、これにより左側フリーホイール５は正転されこれに伴って水平軸４も正転されるようになっている。踏み込みをやめると前記バネ２１の付勢により左側ペダル２は踏み込み前の位置に復動され、チェーン７ａの走行により左側フリーホイール５は正転される水平軸４の外側で逆転される。また、右側ペダル２を踏む込むと前記バネ２１を引き延ばしながらチェーン８ａが走行し、これにより右側フリーホイール６は正転されこれに伴って水平軸４も正転されるようになっている。踏み込みをやめると前記バネ２１の付勢により右側ペダル２は踏み込み前の位置に復動され、チェーン８ａの走行により右側フリーホイール６は正転される水平軸４の外側で逆転される。

すなわち、図示の例では、前記チェーン７ａ前記左側連係部材７として、また、前記チェーン８ａが右側連係部材８として機能するようになっている。かかる左側連係部材７及び右側連係部材８は、ワイヤや伝動ベルトなどによっても構成可能である。

駆動側ギア９は、水平軸４における左側フリーホイール５と右側フリーホイール６との間に備えられている。駆動側ギア９と下部フリーホイール１２とは無端状をなすチェーン１３によって一方の回転力が他方に伝動されるように連係されている。

クラッチ手段１０は、水平軸４に形成させたスプライン部１０ａと、このスプライン部１０ａに組み合わされた可動体１０ｂと、可動体１０ｂの動作部材１０ｅと、駆動側ギア９に設けた雄かみ合い部１０ｆとから構成されている。可動体１０ｂは、筒左端及び筒右端に共にフランジ１０ｃを備えたスリーブ状を呈し、その内側に水平軸４が通されると共に、この内側はスプライン部１０ａに嵌まり合ってこのスプライン部１０ａに案内される形状となっている。図示の例では、可動体１０ｂの左側のフランジ１０ｃに雌かみ合い部１０ｄとなる貫通穴が形成されている。駆動側ギア９の雄かみ合い部１０ｆは、この駆動側ギア９の右側面から右側に突き出す前記貫通穴に入り込む突起によって構成されている。動作部材１０ｅは、上端を前記ブラケット１９に回動可能に支持されると共に、自由端となる下端を可動体１０ｂの左右のフランジ１０ｃ、１０ｃ間に入り込ませたアーム状を呈している。動作部材１０ｅは典型的にはハンドルに設けた図示しない操作レバーと典型的にはワイヤにより連係されこの操作レバーの操作により下端を左右に移動させるようになっている。

可動体１０ｂの雌かみ合い部１０ｄと駆動側ギア９の雄かみ合い部１０ｆとをかみ合わせたＯＮ状態において、動作部材１０ｅの下端は最も左側に位置し、水平軸４と駆動側ギア９は一体化され、左側ペダル２又は右側ペダル２の踏み込みによって左側フリーホイール５及び右側フリーホイール６を介して水平軸４が正転されると、駆動側ギア９も正転し、前記チェーン１３と下部フリーホイール１２を介して前輪１は自転車を前進させる向きに回転される。（図４〜図６）一方で、このＯＮ状態において停止した自転車を後退させようとすると、前進のときと逆向きに回転される前輪１により下部フリーホイール１２にはこれを逆転させる向きの力が作用され、前記チェーン１３、駆動側ギア９、クラッチ手段１０、水平軸４を介して左側フリーホイール５及び右側フリーホイール６にもこれらを逆転させる向きの力が作用されることとなるが、左側ペダル２及び右側ペダル２は踏み込み前の位置と最大踏み込み位置との間に亘る上下動しか行わないため駆動側ギア９の逆転は抑止され、したがって自転車を後退させることはできない。

前記ＯＮ状態から、動作部材１０ｅの下端を左側に付勢する付勢部材１０ｇの付勢に抗して操作して右側に移動させると、スプライン部１０ａによって可動体１０ｂは右側に移動され、このように可動体１０ｂが右側に移動されると可動体１０ｂの雌かみ合い部１０ｄと駆動側ギア９の雄かみ合い部１０ｆとのかみ合いが解かれたＯＦＦ状態となる。このＯＦＦ状態においては、左側ペダル２及び右側ペダル２の踏み込みによって水平軸４が正転されても、駆動側ギア９は回転せず、したがって、前輪１も回転されず自転車は走行しない。（図７）このＯＦＦ状態において停止した自転車を後退させようとすると、前進のときと逆向きに回転される前輪１により前記チェーン１３を介して駆動側ギア９にはこれを逆転させる向きの力が作用されるが、駆動側ギア９と水平軸４との接続が解かれていることから、前記ＯＮ状態と異なり駆動側ギア９の逆転が許容され、したがって自転車を後退させることができる。

また、この実施の形態にあっては、前輪１を支持するフォーク３にモータ２２が支持されており、このモータ２２の駆動により駆動側ギア９が正転されるようになっている。図示の例では、かかるモータ２２は前記ブラケット１９の天部１９ａ上にあってこの天部１９ａに支持されている。

図示の例では、水平軸４における駆動側ギア９と左側フリーホイール５との間に、この水平軸４を中心とした正転及び逆転可能にスプロケット２３が備えられており、このスプロケット２３とモータ２２の駆動軸に備えられたギア２２ａとが無端状をなすチェーン２４によって一方の回転力が他方に伝動されるように連係されている。それと共に、駆動側ギア９と前記スプロケット２３とが、バネ内側に水平軸４を通すと共に、バネ一端を駆動側ギア９側に固定し、かつ、バネ他端を前記スプロケット２０側に固定したねじりコイルバネ２５を介して、一方の回転力が他方に伝動されるように連係されている。（なお、図中符号９ａで示すのは駆動側ギア９に組み合わされたフリーホイール、符号２３ａで示すのは前記スプロケット２３に組み合わされたリング体であり、図示の例では前記バネ２５のバネ一端は前者のフリーホイール９ａに固定され、バネ他端は後者のリング体２３ａに固定されている。）すなわち、モータ２２を駆動させるとバネ２５を弾性変形させながら、このモータ２２の回転力がこのバネ２５を介して駆動側ギア９に伝達されるようになっている。これにより、この実施の形態にあっては、かかるモータ２２の駆動によっても水平軸４を正転させて前輪１を自転車を前進させる向きに回転させるようになっている。前記クラッチ手段１０のＯＮ状態では、モータ２２の駆動力と左側ペダル２及び右側ペダル２の踏み込み力との双方によって自転車は走行可能となり、前記クラッチ手段１０のＯＦＦ状態では、モータ２２の駆動力のみによって自転車を走行させることができるようになっている。

１前輪
２ペダル
３フォーク
４水平軸
５左側フリーホイール
６右側フリーホイール
７左側連係部材
８右側連係部材
９駆動側ギア
１０クラッチ手段
１１ハブ
１２下部フリーホイール
１３チェーン

Claims

前輪を支持するフォークに対して上下方向の往復動可能に組み合わされた左側ペダル及び右側ペダルと、
前輪上において、フォークに支持される水平軸と、
水平軸に組み合わされた左側フリーホイール及び右側フリーホイールと、
左側ペダルと左側フリーホイールとを、左側ペダルの踏み込み時に水平軸を正転させるように連係させる左側連係部材と、
右側ペダルと右側フリーホイールとを、右側ペダルの踏み込み時に水平軸を正転させるように連係させる右側連係部材と、
水平軸にこれを中心とした正転及び逆転可能に備えられた駆動側ギアと、
水平軸と駆動側ギアとのクラッチ手段と、
前輪のハブに備えられた下部フリーホイールと、
駆動側ギアと下部フリーホイールとの間に掛け回されたチェーンとを備えてなり、
駆動側ギアの正転により自転車を前進させる向きに前輪が回転されるようになっていることを特徴とする自転車。
前輪を支持するフォークにモータが支持されており、このモータの駆動により駆動側ギアが正転されるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の自転車。