JP3002267U - 振子型のペダルを有する自転車駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 脚の動きが、自然の足取りに近付き、特に力
まなくとも楽に発進でき、又乗車したままでも微動や停
車ができ、更に脚力の無駄使いを防いで、取り扱い易い
自転車の振子型ペダルを有する駆動装置の提供。 【構成】 左右ベベルギヤＬＢとＲＢは、一方向クラッ
チ２を内装し、主軸５に嵌合して互いに対向し、ベベル
ギヤＤＢと噛合って連繋回転する。左右のクランクやペ
ダルが振子運動中、例えば右側クランクＣが下向き後方
へ揺動した瞬間に、右側ギヤＲＢ内のクラッチ２が作動
して主軸５とギヤＲＢとが固結し、それと同時に左側ギ
ヤＬＢが、その内装クラッチ２によって主軸５との固結
状態から解放され、従って左側クランクＣが下向き前方
へ回転することにより、両脚から起生されたトルクが合
成されてチェーンホイール３へ伝達される。キャスター
８はペダル７の傾きに應じて地面と離着する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、自転車のペダルを振子やぶらんこ台のように揺り動かして、車体を 前進させる自転車の駆動装置に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】

脚の力を原動力とする従来の二輪自転車は、始動の際に横転することなく前進 するには、適度の強い瞬発力が必要であり、またペダルと一体となって一周回転 する脚の運動の大半を無駄、無意味なものにしており、なおまた脚力が左右別々 にペダルに作用して、同時にしかも一致協力することができない。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

従来の自転車ペダルの運動軌跡は、図３（オ）に示すように否應なく完全一周 の円形であり、よの一周中にトルクが生じる有効区間は、相等に狭隘なものであ り、また左右の脚力は同時にペダルに作用することなく、別々に相前後して作用 するので、トルクの発生は間歇的である。また車体が動き出す際には、乗車が一 方の足でペダル上に全身を託し、他方の足で地面を蹴り付けるが、それには機敏 な動作とバランスをとる必要がある。しかしこれらの要件や、前記したペダルと ともに回転する足の運動も、高齢虚弱者には煩わしいことであり、また女性にと っても脚を大業に振り回す姿は、しとやかさに欠ける。更に乗車途中での信号待 ち、混雑渋滞等での一時停車や低速の度毎に、余儀なく下車するとか、サドル上 に身体を保ちながら足先をペダルから地上へ突き伸して、つま先歩きするのも厄 介なことである。従来の自転車は、一般青少壮年者用に向上されてきたが、老人 が喜びそうな自転車は、まだ見当たらない。本考案は、ペダルやクランク等の基 本的な駆動部品の動態を見直して、従来の自転車技術が省みなかった上記の不便 、不都合の諸点を取除き、老人に優しく、思いやりある、取扱い易い自転車の提 供を目指して企畫したものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

上記の目標を達成するために、本考案はペダルやクランクの動きが、人の足取 りに似通うようにと熟慮の末、傘歯車及びこれと瞬時に相関作動する一方向クラ ッチとの組合せ機構に基いて、左右のペダル・クランクが起生する両トルクを一 つに糾合して主軸（５）に伝達させる装置で、その図１と図２について説明する と、 （イ） 主軸（５）は、その中央にベベルギヤ（ＤＢ）を吊り下げたハンガー （６）を嵌装し、右端部にチェーンホイール（３）をキー（５´）で固設してい る。 （ロ） 軸受（Ａ）は、そのボールベアリング（Ａ´、Ａ´）で上記の主軸（ ５）を回転可能に支持している。 （ハ） 上記のベベルギヤ（ＤＢ）に噛合う右側ベベルギヤ（ＲＢ）と左側ベ ベルギヤ（ＬＢ）は、それぞれボールベアリング（Ｂ´）と一方向クラッチ（２ ）とを内装し、その外側に隣接したクランク（Ｃ）の上端部とネジ（４）により 、一体状に締結されて主軸（５）に揺動可能に支持されている。 （ニ） 左右のペダル（７、７）は、上記のクランク（Ｃ、Ｃ）の下端部に固 着されたペダル軸（７´）の周りに回動可能に嵌着され、その下部にキャスター （８）を保持している。

【０００５】

【作用】

本考案による自転車駆動装置の作用を部品別に説明すると、 （イ） 図１に示された左右のベベルギヤ（ＬＢ、ＲＢ）は、主軸（５）に嵌 合されて互いに反対方向へ回転し、ベベルギヤ（ＤＢ）と三連噛合の関係を保っ ている。 （ロ） 上記のベベルギヤ（ＤＢ）は、ベベルギヤ（ＬＢ、ＲＢ）の半径に等 しい長さのハンガー（６）を腕として、主軸（５）の中心線の周りに回動する。 （ハ） 図３（イ）に示された左右の両ペダルのキャスター（８）が地面（１ ０）に接している状態から、図３（ウ）に示されたように、左側のキャスター（ ８）がそのまま接地を続けているのに対して、右側キャスターが前方向へ上昇し たとき、ベベルギヤ（ＤＢ）は図２から察知できるように、ベベルギヤ（ＬＢ） のピッチ円（Ｐ）に沿って前方へ上向回転し、ベベルギヤ（ＲＢ）も亦ギヤ（Ｄ Ｂ）と噛合いながら、同時に上向回転する。 （ニ） 左右の両ペダル（７、７）が脚力を受けて、図２と図３（ア）に示さ れたように互いに反対方向へ振子運動を始めると、これらのペダルと一体のベベ ルギヤ（ＬＢ、ＲＢ）に内装された一方向クラッチ（２、２）のうち、例えば右 側クラッチが前方下向きに回動した瞬間に主軸（５）に咬み付くとともに、主軸 （５）がチェーンホイール（３）と一体となって回転し、車体が前進することと なり、他方の左側クラッチも亦同時即座に主軸（５）から離脱して、左側ペダル から生じるトルクを右側のトルクへ合流させる。図１に示されたクラッチ（２、 ２）は鋼球式クラッチを表すが、ラチェット式クラッチでもよいことは言うまで もない。

【０００６】

【実施例】

実施例について図面を参照して説明する。その手始めに車の静止状態を観察す ると、駐輪或いは停車時に、後輪がスタンドで支えられて地面から離れ、また自 重による垂直状のクランク、ペダル及びキャスターが宙に浮いている。この状態 から乗車するための準備にかかる。最初に爲すことは、 （１）スタンドを蹴上げて後輪とペダルのキャスターを接地させ、同時にブレ ーキを締めて車体の動きを予防した後、左右のペダルに脚を踏みかけながら、上 体をサドル上に載せて、完全に乗車の姿勢をとる。図３（イ）参照。 （２）次ぎに車を発進させるため、両脚のうち、例えば右側の足を前方へ踏み 上げる。その際左キャスターは依然として接地しており、ブレーキもまた締まっ たままである。図３（ウ）参照。 （３）続いてブレーキを緩めながら、右ペダルを下方へ踏み降ろした瞬間に車 体が発進する。図３（ウ）参照。 上記の（２）と（３）の動作を２〜３回繰返すことにより、車体に充分な前進 惰力を与えることができる。その間前後輪と左キャスターが接地しているので、 車体は３点支持により、横転の懼れはない。ちなみにキャスターは、ペダルの地 面に対する傾斜度により、接地或いは離隔が容易である。以上の実施により、車 体が発進した後に両ペダルは図３（ア）及び（エ）に示された動作を続けて車体 が正常運転に移行する。 本考案の駆動装置部品を製作するに当り、出来るだけ切削加工を避けてプレス の工程によるよう心掛けることとし、歯車は粉末燒結成型法とかプレス加工によ り、高い精度と量産製の低単価部品類が得られるような設計を施す。歯車の歯の 大きさは、凡そモジュール２〜２．５である。 次ぎに図４及び図５について説明する。これらは図１と同様にペダルが振子型 の運動をする駆動装置を示す。図４の装置においては、左右のチェーンホイール （３、３）がクランク（Ｃ、Ｃ）の内側に在って、ベベルギヤ（ＬＢ、ＲＢ）と に挟圧され、ネジ（４）で一体状に締結されて、主軸（５）の周りに回転可能に 支持されている。主軸（５）は、車体チューブ（１）に装着される軸受（Ａ）に 止めネジ（９）により固定されてあり、またベベルギヤ（ＬＢ、ＲＢ）は、ベベ ルギヤ（ＤＢ）三連噛合し、ギヤ（ＤＢ）は主軸（５）に嵌合して回転するハン ガー（６）に回転可能に吊り支えられている。以上により例えば左脚でペダルを 踏むと、左脚側から生じたトルクが、左側チェーンホイールに伝わり、また右側 から生じたトルクは、三連噛合歯車を経て左側ホイールに合流集中し、瞬時にこ の左側チェーンホイールを前進回転させるとともに、後車輪のクラッチを作動し て車体を進行させる。その間の右側チェーンホイールは、左側ホイールに対し反 対方向へ回転して空転状態となる。以上により、左右のチェーンホイールは、交 互に左右のトルクを糾合して後輪へ伝達する。図５に示された駆動装置において 、チェーンホイール（３）は、軸受（Ａ）の中央部に在って、止めネジ（９）に より主軸（５）に固定されている。主軸（５）はボールベアリング（Ａ´、Ａ´ ）で軸受（Ａ）に嵌合支持され、また一方向クラッチ（２、２）を内装した左右 のベアリングブロック（Ｄ、Ｄ）は、両側のクランク（Ｃ、Ｃ）とネジ（４）で 一体状に締結されて主軸（５）嵌合支持されている。ベアリングブロック（Ｄ、 Ｄ）同志の間には何等の規則的な連繋関係がないので、左右のクランク、ペダル は、交互に又は同時にトルクをチェーンホイール（３）に伝えることができる。

【０００７】

【考案の効果】

これまで詳記したように、自転車に乗車中、人の足がペダル等の機材類の運動 から強制されて、自然の歩き方と異る動作に止むなく甘じて来た現状から、多少 なりとも自然の足取りに近寄るように企畫した本考案の自転車駆動装置によって 得られる効果を挙げると、 （１）走行中にキャスターを隨意に接地或いは離隔ができるので、常に不倒の 安全乗車ができる。 （２）図３（イ）に示された停止状態の車体に、悠然と乗り移ることができる から、車体の横転を防ぐための特別な労力を払うとか気使う必要がない。 （３）図３（ウ）のように片方のキャスターを接地させてブレーキを締め、前 後車輪との三点支持により車体の不倒状態を保ちながら、他方のペダル・キャス ターを前方向へ蹴上げた後、続いてブレーキを緩めてから踏み降ろせば、特に強 い惰性を与えなくとも、車体は前進し始める。 （４）上記のようにペダル・キャスターを蹴り上げと踏み降ろしをすること２ 〜３度繰返すうちに、車体は前進慣性を十分に得て、図３（ア）、（エ）のよう に左右のペダル・クランクが交互に振子運動を続けて、本格的な走行状態に入る 。 （５）交通信号の色別に応じて、乗車したままペダル・クランクを直ちに図３ （イ）や（ウ）の停車や発進準備態勢に速変させることができる。 （６）走行中のペダル・クランクの揺動角は、凡そ１２０〜９０度程度で足る ので、脚の運動負担は僅かである。 （７）本考案の自轉車駆動装置は、車椅子や三・四輪車等にも使用でき、また 微速や歩速等の速度加減が容易であるから、住宅、商店、病院等の屋内外におけ る乗物用駆動装置として活用することができる。 （９）作用の項に詳記したように、本案の振子型ペダルによる左右のトルクが 、三連ベベルギヤで一つに統合されると同時に、一方向クラッチの敏速な結合と 離脱の作用により、主軸に伝達されてチェーンホイールを回動する点は、従来の 自転車の場合における左右個々のトルクが、合体することなく交互に単独作動す る実状に比べると、極めて優れた特色で、ペダルの振副が少くても十分な駆動力 が得られ、従って脚の運動負担を軽減する効果を挙げることができる。 （１０）ズボンやその他の長い衣類の裾が、クランクや足先に絡み付いたり引 きさかれるおそれがない。 以上のように構成や作動及び形状に基く効果の外、本案の駆動装置を備えた自 転車は、平穏安易に乗降りでき、また混雑や信号待ちに妨げられて、微速や停車 に陥っても、その都度下車する煩わしさがなく、高齢虚弱者や婦女子等には至っ て取扱い易く、心の安らかさを与える。

【図面の簡単な説明】

【図１】 駆動装置の正面図である。

【図２】 駆動装置の左側面図である。

【図３】 ペダル・クランクの運動状況図である。 （ア） 車体と駆動装置との対照図である。 （イ） 左右のペダル・クランク及びキャスターが直立
し、キャスターが接地しているときの状況図である。 （ウ） 左側のキャスターが接地し、右側のキャスター
が前方上向への振副約９０度内で揺動する状況図であ
る。 （エ） 左右のペダル・クランクが最大揺動する状況図
である。 （オ） 従来のペダル・クランクが周回転する状況図で
ある。

【図４】 本考案の他の実施例図で、左右クランクの内
側にチェーンホイールを固設した装置の正面図である。

【図５】 本考案の更に他の実施例図で、チェーンホイ
ールを主軸の中央部に固設した装置の正面図である。

【符号の説明】

１ 車体チューブ Ａ 軸受 ２ 一方向クラッチ Ａ´ボールベアリング ３ チェーンホイール Ｂ´ボールベアリング ４ ネジ Ｃ クランク ５ 主軸 Ｄ ベアリングブロック ５´キー ＬＢ 左側ベベルギヤ ６ ハンガー ＲＢ 右側ベベルギヤ ７ ペダル ＤＢ 仲介ベベルギヤ ７´ペダル軸 Ｐ ピッチ円 ８ キャスター ９ 止めネジ １０ 地面

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 仲介ベベルギヤ（ＤＢ）を吊り下げたハ
   ンガー（６）を中央に嵌合装着し、チェーンホイール
   （３）を右側先端部にキー（５´）で固着し、車体チュ
   ーブ（１）に取り付けられる軸受（Ａ）に内設された左
   右のボールベアリング（Ａ´、Ａ´）で軸支された主軸
   （５）、及び上記のベアリング（Ａ´、Ａ´）の外側に
   おいて該主軸（５）に嵌合し、ボールベアリング（Ｂ
   ´、Ｂ´）と一方向クラッチ（２、２）とを内装して、
   上記のベベルギヤ（ＤＢ）と噛み合ったベベルギヤ（Ｒ
   Ｂ、ＬＢ）と、上端部が主軸（５）に嵌合軸支されると
   ともに上記のベベルギヤ（ＲＢ、ＬＢ）とネジ（４）で
   一体状に締結密着し、キャスター（８、８）を装着した
   ペダル（７、７）を下端部に嵌着保持するクランク
   （Ｃ、Ｃ）とから成る振子型のペダル（７、７）を有す
   る自転車駆動装置。