JP2975897B2 - 自転車の走行駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自転車の走行駆動
装置に関し、詳しくはペダルを踏むときできるだけ軽く
して走行するようにした走行駆動装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の自転車の走行駆動装置にあっては
ペダルで駆動される駆動ギヤと後輪に設けた従動ギヤと
をチェーンで連動させたものが一般的である。つまり、
自転車の前輪と後輪との間で車体フレームの下部の両側
にペダルクランクを回転自在に装着してあり、ペダルク
ランクにペダルシャフトを介してペダルを回転自在に装
着してあり、ペダルクランクと一体に駆動ギヤを設けて
あって、ペダルを漕ぐことで駆動ギヤを回転駆動できる
ようになっている。自転車の後輪の車軸には従動ギヤを
設けてあり、駆動ギヤと従動ギヤとの間にチェーンを懸
架してある。そしてペダルを漕ぐことで駆動ギヤ、チェ
ーン、従動ギヤを介して後輪を駆動して走行できるよう
になっている。また駆動ギヤとして歯数の異なるものを
多段に設け、従動ギヤとして歯数の異なるものを多段に
設け、チェーンの懸架状態を変更することで変速できる
ようにした変速機付自転車もある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のような構造の自
転車では、駆動ギヤとして歯数の少ないギヤと用いると
共に従動ギヤとして歯数の多いギヤを用いると、ペダル
を漕ぐときに要する力を小さくできるが、上記のように
変速比を変えてペダルを漕ぐときに要する力を軽くする
にも限度があり、坂道を上るときなどには老人や子供に
とってペダルを漕ぐのに負担がかかるという問題が依然
としてある。

【０００４】本発明は叙述の点に鑑みてなされたもので
あって、ペダルを踏むときに要する力をできるだけ小さ
くしてペダルを漕ぐときの負担できるだけ少なくできる
こと課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の自転車の走行装置は、足で踏むペダル１を有す
るペダルクランク２を自転車の車体フレーム３に回転自
在に装着し、自転車の後輪４の側方に設けた支点５を中
心に上下に揺動自在な揺動ロッド６を車体フレーム３の
側方に配置し、揺動ロッド６の一端側に揺動ロッド６に
対して出入り自在な摺動ロッド７を設けると共に摺動ロ
ッド７の端部をペダル１のペダルシャフト８に回転自在
に連結し、ペダル１を漕いでペダルクランク２を回転さ
せたとき上記支点５を中心に上下に揺動する揺動ロッド
６の他端側の揺動運動をリンク１０にて回転運動に変換
して後輪４を回転駆動するようにして成ることを特徴と
する。ヘダル１を漕いでペダルクランク２を回転するす
ると、ペダルシャフト８がクランク軸１８を中心に円運
動をして摺動ロッド７が揺動ロッド６に対して出入りし
ながら揺動ロッド６が支点５を中心に上下に揺動し、揺
動ロッド６の他端側の上下動をリンク１０にて回転運動
に変換して後輪４を回転駆動して自転車が走行させられ
る。このとき支点５から摺動ロッド７のペダルシャフト
８に連結する部分までの長さと、支点５からリンク１０
の連結部までの長さの比率の梃比により力を伝達できて
ペダル１を軽く漕いで自転車を走行させることができ
る。しかもペダル１を踏むとき摺動ロッド７が最も長く
突出して支点５から摺動ロッド７のペダルシャフト８に
連結する部分までの長さを長くしてさらに梃比を大きく
し、極力軽い踏む力で走行できる。従って、坂道を上る
とき老人や子供でも軽く走行できる。

【０００６】また自転車の後輪４の側方に設けた支点５
を中心に上下に揺動自在な揺動ロッド６を自転車の車体
フレーム３の両側に夫々配置し、自転車の車体フレーム
３の両側に１８０°位相がずれるように装着したペダル
クランク２のペダルシャフト８に両側の揺動ロッド６に
出入り自在な摺動ロッド７の端部を夫々回転自在に連結
し、両側のペダル１を漕いで両側のペダルクランク２を
回転させたとき夫々揺動する揺動ロッド６の他端側の揺
動運動で後輪４を回転駆動するようにして成ることを特
徴とすることも好ましい。この場合、両側のペダル１
（左右の足で踏むペダル）のいずれを踏むときも、ペダ
ル１を軽く踏んで走行できる。またこのとき両側のペダ
ル１とも１８０°位相のずれた状態で同じように上下で
踏むことができ、両側のペダル１を踏むときの力のバラ
ンスがとれて安定よく走行することができる。

【０００７】さらに揺動ロッド６の他端の近傍に駆動ギ
ヤ９を回転自在に設け、揺動ロッド６の他端と駆動ギヤ
９との間にリンク１０を配置してリンク１０の両端を揺
動ロッド６の他端と駆動ギヤ９とに回転自在に連結する
と共に揺動ロッド６の他端の揺動運動をリンク１０を介
して駆動ギヤ９の回転運動に変換するようにし、後輪４
の車軸に設けた従動ギヤ１１と上記駆動ギヤ９とをチェ
ーン１２にて連動させて成ることを特徴とすることも好
ましい。この場合、揺動ロッド６の他端部の揺動を駆動
ギヤ９の回転運動に簡単な機構で変換できてスムーズに
自転車を走行できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】自転車は走行駆動装置以外は市販
のものと同じ構造である。図１に示すように車体フレー
ム３の前には前輪１２を、後には後輪４を回転自在に装
着してあり、車体フレーム３の前の上方にはハンドル１
３を装着してあり、ハンドル１３と後輪４との間にはサ
ドルシート１７を装着してある。前輪１２と後輪４との
間で車体フレーム３にクランク軸１８を回転自在に装着
してあり、クランク軸１８には左右両側に位置するよう
にペダルクランク２を装着してあり、左右のペダルクラ
ンク２のペダルシャフト８にはペダル１を回転自在に装
着してある。上記左右のペダルクランク２の位相は１８
０°ずれている。

【０００９】後輪４の後部の左右両側には円盤状の機構
収納ケーシング２０を装着してある。この機構収納ケー
シング２０は円板状の両側の側板２１と、角材よりなる
取り付けバー２２と、カバー材２３とで主体が構成され
ており、これらの部材は夫々アルミニウムのような軽量
の金属にて形成されている。両側の側板２１は間隔を隔
てて相対向するように配置してあり、両側の側板２１間
に取り付けバー２３を配置してあり、ボルト・ナットよ
りなる締結具１４を両側の側板２１間に適当な間隔で締
結することで両側の側板２１と取り付けバー２２を一体
化してあり、両側の側板２１間の外周にカバー材２３を
取り付けねじ３７にて装着してある。取り付けバー２２
は側板２１に一体化してあるが、取り付けバー２２の前
側の端部を後輪４の車軸２７の近傍で車体フレーム３に
取り付けてある。この取り付けバー２２の前側の端部に
はスリット２８を設けてあり、スリット２８に車体フレ
ーム３を挿通し、取り付けバー２２と車体フレーム３に
ボルト・ナットよりなる締結具２９を締結して取り付け
バー２２を車体フレーム３に取り付けてある。また機構
収納ケーシング２０の上部には補助取り付け具３０を設
けてあり、補助取り付け具３０を後輪４の車輪カバー３
１に取り付けてある。円盤状の機構収納ケーシング２０
内の中央で一方の側板２１に主軸２４を装置してあり、
主軸２４には駆動ギヤ９をベアリング２５を介して回転
自在に装着してある。この主軸２４を取り付ける部分で
は側板２１に補強板２６を取り付けてある。後輪４の車
軸２７には従動ギヤ１１を設けてあり、上記駆動ギヤ９
と従動ギヤ１１との間にはチェーン１２を懸架してあ
り、駆動ギヤ９を回転駆動することでチェーン１２を介
して従動ギヤ１１を回転駆動して後輪４を回転駆動でき
るようになっている。取り付けバー２２で、上記従動ギ
ヤ１０の外周に対応する部分、チェーン１２を挿通する
部分には切り欠き２２ａ，２２ｂ，２２ｃ等を設けてあ
る。

【００１０】上記左右両側の機構収納ケーシング２０と
左右両側のペダルクランク２との間には車体フレーム３
の両側に位置するように夫々揺動ロッド６を架設してあ
る。揺動ロッド６は円筒状の筒体３２と端部の円柱状の
棒体３３とで構成され、筒体３２の端部に棒体３３の端
部を挿入して取り付けねじ３４の締結にて固定してあ
る。揺動ロッド６の筒体３２の機構収納ケーシング２０
側には取り付け具３５を一体に装着してあり、この取り
付け具３５を機構収納ケーシング２０内の回転自在な支
点５に装着してあり、この支点５を中心に揺動ロッド６
が上下に揺動するようになっている。機構収納ケーシン
グ２０内の両側の側板２１間には支点５となる軸を架設
してあり、この支点５となる軸を側板２１にベアリング
５２を介して回転自在に装着してあり、支点５となる軸
に取り付け具３５を固定してある。この支点５となる軸
を装着する部分で側板２１には補強板３６を装着してあ
る。機構収納ケーシング２０内で揺動ロッド６の棒体３
３の端部と駆動ギヤ９の外周部近傍との間には矩形板状
のリンク１０を配置してあり、リンク１０の両端を駆動
ギヤ９の外周部近傍と棒体３３の端部に回転自在に装着
してある。駆動ギヤ９の外周部近傍には連結軸３８を一
体に装着してあり、連結軸３８をリンク１０の一方の端
部にベアリング３９を介して回転自在に連結してある。
リンク１０の他方の端部には連結軸４０を一体に装着し
てあり、連結軸４０を軸体３３の端部にベアリング４１
を介して回転自在に装着してある。

【００１１】揺動ロッド６の筒体３２には筒体３２の棒
体３３側と反対側の端部から出入り自在になるように摺
動ロッド７を摺動自在に挿通してあり、摺動ロッド７の
突出する側の端部には連結具４２を取り付けねじ４３に
て固定してあり、連結具４２の連結孔４４をニードルベ
アリング４５を介してペダルクランク２のペダルシャフ
ト８に回転自在に装着してある。この揺動ロッド６や摺
動ロッド７はステンレス鋼のような金属にて形成されて
いる。筒体３２の前側の端部の開口部分にはベアリング
４６を装着してあり、また摺動ロッド７の後側の端部に
はベアリング４７を装着してあり、ベアリング４６，４
７を介して揺動ロッド６に対して摺動ロッド７がスムー
ズに出入りするようになっている。また筒体３２には筒
体３２と摺動ロッド７との間に注油する注油口４８を設
けてあり、注油口４８には注油口４９を閉塞し得る蓋体
４９を装着してある。また筒体３２の棒体３３側の端部
には汚物排出口５０を穿孔してある。なお、機構収納ケ
ーシング２０で両側の側板２１間の外周に取り付けるカ
バー材２３は揺動ロッド６の揺動の弊害とならなく、ま
たチェーン１２の挿通の邪魔とならないようにしてでき
るだけ広い角度範囲に亙って装着してある。

【００１２】上記のように自転車が構成され、ペダル１
に左右の足を載せ、左右の足でペダル１を漕いでペダル
クランク２を回転することにより、車体フレーム３の左
右の両側で夫々、ペダルクランク２、摺動ロッド７、揺
動ロッド６、リンク１０、駆動ギヤ９、チェーン１２、
従動ギヤ１１を介して後輪４が回転駆動されて後輪４の
回転にて自転車が走行する。ペダル１を漕いでペダルク
ランク２を回転すると、ペダルシャフト８はクランク軸
１８を中心に円運動をして摺動ロッド７が揺動ロッド６
に対して出入りしながら揺動ロッド６が支点５を中心に
上下に揺動運動をする。揺動ロッド６が支点５を中心に
上下に揺動をすると、揺動ロッド６の棒体３３側の端部
の上下動にてリンク１０を介して駆動ギヤ９が図４
（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示すように回転運動をし、
駆動ギヤ９の回転にてチェーン１２を介して従動ギヤ１
１が回転駆動され、自転車が走行する。このとき、支点
５からペダルシャフト８までの長さと支点５から連結軸
４０までの長さの比の梃比に変速して駆動ギヤ９を回転
駆動することができ、支点５からペダルシャフト８まで
の長さが支点５から連結軸４０までの長さの数倍の長さ
で、ペダル１を軽く漕いで自転車を走行させることがで
きる。特にペダル１を踏むとき摺動ロッド７が揺動ロッ
ド６から最も長く突出して梃比が大きくなり、さらに軽
い力でペダル１を踏むことができる。またペダル１を漕
ぐとき、左右のペダルクランク２の位相が１８０°ずれ
ているため、左右の揺動ロッド６が１８０°位相のずれ
た状態で揺動し、左右のペダル１をバランスよく漕ぐこ
とができる。

【００１３】

【発明の効果】本発明は叙述のように足で踏むペダルを
有するペダルクランクを自転車の車体フレームに回転自
在に装着し、自転車の後輪の側方に設けた支点を中心に
上下に揺動自在な揺動ロッドを車体フレームの側方に配
置し、揺動ロッドの一端側に揺動ロッドに対して出入り
自在な摺動ロッドを設けると共に摺動ロッドの端部をペ
ダルのペダルシャフトに回転自在に連結し、ペダルを漕
いでペダルクランクを回転させたとき上記支点を中心に
上下に揺動する揺動ロッドの他端側の揺動運動をリンク
にて回転運動に変換して後輪を回転駆動するようにして
いるので、ヘダルを漕いでペダルクランクを回転するす
ると、ペダルシャフトがクランク軸を中心に円運動をし
て摺動ロッドが揺動ロッドに対して出入りしながら揺動
ロッドが支点を中心に上下に揺動し、揺動ロッドの他端
側の上下動をリンクにて回転運動に変換して後輪を回転
駆動して自転車が走行させられるものであって、このと
き支点から摺動ロッドのペダルシャフトに連結する部分
までの長さと、支点から揺動ロッドのリンクの連結部ま
での長さの比率の梃比により力を伝達できてペダルを軽
く漕いで自転車を走行させることができるものであり、
しかもペダルを踏むとき摺動ロッドが最も長く突出して
支点から摺動ロッドのペダルシャフトに連結する部分ま
での長さを長くしてさらに梃比を大きくし、極力軽い踏
む力で走行できるできるものであり、坂道を上るとき老
人や子供でも極力軽くペダルを踏んで走行できるもので
ある。

【００１４】また本発明の請求項２記載の発明にあって
は、自転車の後輪の側方に設けた支点を中心に上下に揺
動自在な揺動ロッドを自転車の車体フレームの両側に夫
々配置し、自転車の車体フレームの両側に１８０°位相
がずれるように装着したペダルクランクのペダルシャフ
トに両側の揺動ロッドに出入り自在な摺動ロッドの端部
を夫々回転自在に連結し、両側のペダルを漕いで両側の
ペダルクランクを回転させたとき夫々揺動する揺動ロッ
ドの他端側の揺動運動で後輪を回転駆動するようにした
ので、両側のペダル（左右の足で踏むペダル）のいずれ
を踏むときも、ペダルを軽く踏んで走行できるものであ
り、またこのとき両側のペダルとも１８０°位相のずれ
た状態で同じように上下で踏むことができ、両側のペダ
ルを踏むときの力のバランスがとれて安定よく走行する
ことができるものである。

【００１５】さらに本発明の請求項３記載の発明にあっ
ては、揺動ロッドの他端の近傍に駆動ギヤを回転自在に
設け、揺動ロッドの他端と駆動ギヤとの間にリンクを配
置してリンクの両端を揺動ロッドの他端と駆動ギヤとに
回転自在に連結すると共に揺動ロッドの他端の揺動運動
をリンクを介して駆動ギヤの回転運動に変換するように
し、後輪の車軸に設けた従動ギヤと上記駆動ギヤとをチ
ェーンにて連動させているので、揺動ロッドの他端部の
揺動を駆動ギヤの回転運動に簡単な機構で変換できてス
ムーズに自転車を走行できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例の自転車全体を示
し、（ａ）は正面図、（ｂ）は背面図である。

【図２】同上の要部を示す一部切欠正面図である。

【図３】同上の要部を拡大せる一部切欠正面図である。

【図４】同上の揺動ロッドで駆動ギヤを回転駆動する状
態を説明する説明図である。

【図５】同上の機構収納ケーシング部の内部の構造を示
す平面から見た断面図である。

【図６】同上の摺動ロッドの連結具部分の断面図であ
る。

【図７】同上の摺動ロッドの連結具部分をペダルシャフ
トに連結した部分を示す一部切欠平面図である。

【図８】同上の揺動ロッドの棒体側の端部を示す断面図
である。

【図９】同上の揺動ロッドに摺動ロッドを摺動自在に装
着した部分を示す断面図である。

【図１０】同上の取り付けバーを示す斜視図である。

【符号の説明】

１ ペダル ２ ペダルクランク ３ 車体フレーム ４ 後輪 ５ 支点 ６ 揺動ロッド ７ 摺動ロッド ８ ペダルシャフト ９ 駆動ギヤ １０ リンク １１ 従動ギヤ １２ チェーン

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 足で踏むペダルを有するペダルクランク
   を自転車の車体フレームに回転自在に装着し、自転車の
   後輪の側方に設けた支点を中心に上下に揺動自在な揺動
   ロッドを車体フレームの側方に配置し、揺動ロッドの一
   端側に揺動ロッドに対して出入り自在な摺動ロッドを設
   けると共に摺動ロッドの端部をペダルのペダルシャフト
   に回転自在に連結し、ペダルを漕いでペダルクランクを
   回転させたとき上記支点を中心に上下に揺動する揺動ロ
   ッドの他端側の揺動運動をリンクにて回転運動に変換し
   て後輪を回転駆動するようにして成ることを特徴とする
   自転車の走行駆動装置。
2. 【請求項２】 自転車の後輪の側方に設けた支点を中心
   に上下に揺動自在な揺動ロッドを自転車の車体フレーム
   の両側に夫々配置し、自転車の車体フレームの両側に１
   ８０°位相がずれるように装着したペダルクランクのペ
   ダルシャフトに両側の揺動ロッドに出入り自在な摺動ロ
   ッドの端部を夫々回転自在に連結し、両側のペダルを漕
   いで両側のペダルクランクを回転させたとき夫々揺動す
   る揺動ロッドの他端側の揺動運動で後輪を回転駆動する
   ようにして成ることを特徴とする請求項１記載の自転車
   の走行駆動装置。
3. 【請求項３】 揺動ロッドの他端の近傍に駆動ギヤを回
   転自在に設け、揺動ロッドの他端と駆動ギヤとの間にリ
   ンクを配置してリンクの両端を揺動ロッドの他端と駆動
   ギヤとに回転自在に連結すると共に揺動ロッドの他端の
   揺動運動をリンクを介して駆動ギヤの回転運動に変換す
   るようにし、後輪の車軸に設けた従動ギヤと上記駆動ギ
   ヤとをチェーンにて連動させて成ることを特徴とする請
   求項１または請求項２記載の自転車の走行駆動装置。