JP3101174U - 自転車 - Google Patents

Abstract

【課題】ハンドルを利用して自転車の前輪を回転駆動可能とする。
【解決手段】前輪１４を回転保持する軸棒２と，軸棒の上部に前後方向に回動可能に設けられたハンドル４と，ハンドルの保持フレームに形成されたガイド孔５と，ガイド孔に挿入され，このガイド孔に沿って軸棒に対して昇降可能なローラ６と，ローラと，軸棒の途中に設けられたカム９とを連設し，ハンドルの前後方向の回動操作によってカムを回転駆動させるロッド７と，カムの一側に設けられ，カムと共に回転する駆動ギア１０と，駆動ギアの内側に設けられ，ストッパ１１の作用によって駆動ギアを，この駆動ギアの外側に設けられた補助スプロケット１３に対して一方向にのみ回転可能とするラチェット１２と，前輪の中心軸に設けられ，前輪とともに回転可能な従動ギア１６と，補助スプロケットと従動ギアとに券回された無端チェーン１７とを備えた。
【選択図】 図２

Description

本考案は，自転車にかかり，特に，ハンドル操作で車輪を回転駆動可能な自転車に関する。

一般に，自転車は，使用者が両側のペダルを踏んで動力を発生させて駆動させるものであって，ペダルにより回転されるスプロケットは無端チェーンを介して後輪を回転させ，自転車を前進させる。

つまり，従来の自転車１０８は，図１に示すように，車輪（前輪１０７，後輪１０１），フレーム１０２，フレーム１０２に取付けられたスプロケット１０４にクランクを介して設けられたペダル１０３，後輪１０１の回転軸に設けられたギア１０１ａとスプロケット１０４に券回される無端チェーン１０５，前輪１０７を保持するフォーク１０６ａ，ハンドル１０６，サドル１０９を備える。

このような自転車１０８を駆動させるには，使用者が自転車１０８のサドル１０９に座って，両腕はハンドル１０６を握り，両足はペダル１０３を踏むことにより，スプロケット１０４が回転し，無端チェーン１０５を介して後輪１０１に駆動力が伝達して前方に前進する。このとき，ハンドル１０６を左右に操作することにより，自転車１０８の進行方向を変えることができる。

自転車は燃料が要らないので公害を誘発することはないため環境に優しく，また取り扱いが簡便なので近距離の迅速な移動はもちろん，下半身の筋肉発達及び運動に極めて効果があり，近来は移動手段に利用することはもちろん，例えば自転車のフレームを固定して前進後退不能とし，脚の運動だけを目的として使用できるもの出現している。

しかしながら，上述したような自転車１０８は，使用者の脚の筋力だけを使用し，腕は単にハンドル１０６を握っているため，腕などの上半身の運動ができず，偏った運動効果しか得られなかった。特に，上述したような自転車を前進後退不能に固定して運動を目的として使用する場合，下半身の運動にはなるが，上半身の運動にはならない。また，脚が不自由な身体障害者や高齢者でも乗ることができる自転車が要望されている。

このように，高まりつつある自転車についての関心やそれによる消費者の様々な欲求を充足させられるような自転車の出現が要望されている。

そこで，本考案は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，腕により自転車の車輪を駆動できるようにし，例えば通常のペダルで車輪を駆動する自転車に適用することによって脚を利用した下半身の運動のみならず，腕を利用した上半身の運動もできるようにするなど，より多様な利用が可能な自転車を提供することにある。

上記課題を解決するために，本考案によれば，前輪と後輪を備えた自転車において，前記前輪を回転保持する軸棒と，前記軸棒の上部に前後方向に回動可能に保持されたハンドルと，前記ハンドルの保持フレームに形成されたガイド孔と，前記ガイド孔に挿入され，このガイド孔に沿って前記軸棒に対して昇降可能なローラと，前記ローラと，前記軸棒の途中に設けられたカムとを連設し，ハンドルの前後方向の回動操作によって前記カムを回転駆動させるロッドと，前記カムの一側に設けられ，カムと共に回転する駆動ギアと，前記駆動ギアの内側に設けられ，前記補助スプロケットに形成されたストッパの作用によって前記駆動ギアを，この駆動ギアの外側に設けられた補助スプロケットに対して一方向にのみ回転可能とするラチェットと，前記前輪の中心軸に設けられ，前記前輪とともに回転可能な従動ギアと，前記補助スプロケットと前記従動ギアとに券回された無端チェーンとを備えることを特徴とする自転車が提供される。

このような本考案によれば，使用者がハンドルを前後方向に押したり引いたりすると，ハンドルのガイド孔に沿ってロッドと連結されたローラが軸棒に対して昇降し，このローラの移動に沿ってロッドが上下方向に直進運動しながら下部に連結されたカムを回転させる。カムの回転によってそれに連結された駆動ギア及び補助スプロケットが回転し，補助スプロケットに券回された無端チェーンを介してこの無端チェーンと連結された従動ギアが回転することにより，前輪が回転する。これにより，ハンドルによって前輪を駆動することができる。またラチェットの作用により前輪が逆回転することを防止できるので，ハンドルの前後方向への回動操作によって効率よく前輪を回転させることができる。

また，上記自転車において，前記ハンドルの一側に形成されたピン孔と，前記軸棒の上部に形成されたハンドル固定用孔と，前記ピン孔と前記ハンドル固定用孔とに脱着自在に挿入可能なピンとを備え，前記軸棒にハンドルを前後方向に回動不能に固定可能としてもよい。これにより，ハンドルを前後方向へ回動不能にロックすることができる。例えばペダルなどにより後輪を駆動可能な後輪駆動機構を備える通常の自転車に本考案を適用する場合には，ハンドルを前後方向へ回動不能にロックすることにより，その後輪駆動機構のみにより自転車を駆動させることができる。

本考案によれば，ハンドルにより前輪を回転駆動することができるので，腕運動を利用した効率的な上半身の運動が可能で，例えばペダルによって後輪を駆動可能な自転車に適用した場合には上半身・下半身の運動がとともに可能となるので，バランスの取れた全身運動を行うことができる。また，ハンドルの前後方向に押し引き動作するという簡単な操作方法により前輪を簡単に駆動できる。

また，従来の脚だけに依存した車輪の駆動方法に比して，より多様な方法で自転車を運転できるため，消費者の多様な欲求を充足させることができる。

以下に添付図面を参照しながら，本考案の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図２は本考案の実施形態に係る自転車の全体構成を示す外観図であり，図３は本実施形態に係る車輪例えば前輪がハンドル操作により回転駆動される状態を示す図であり，図４は本実施形態に係る自転車の前輪に取り付けられたギア構造を示す側断面図であり，図５は本実施形態に係る自転車が運動目的の運動用器具として使用される状態を示す図である。

図１に示すように，本実施形態に係る自転車１は，使用者が自転車１のハンドル４を前後方向に押したり引いたりすることによって前輪１４を駆動可能に構成されている。

このような自転車１の構成を具体的に説明する。自転車１は，車輪（前輪１４，後輪１９），フレーム１８，ペダル２０，サドル２２，ハンドル４，ペダル２０によって後輪を回転駆動する後輪駆動機構，ハンドル４によって前輪を回転駆動する前輪駆動機構を備える。

上記フレーム１８は，シートパイプ１８ａと，上パイプ１８ｂと，下パイプ１８ｃと，前方パイプ１８ｄと，シートステー１８ｅと，チェーンステー１８ｆとにより骨組みが形成される。

前方パイプ１８ｄには前輪１４を回転自在に保持するフォークを構成する軸棒２が挿入されている。軸棒２の上部にはハンドル４が保持フレームを介して前後方向に回動可能に保持されている。軸棒２は前方パイプ１８ｄの中心軸回りに回転可能に保持されている。これにより，ハンドル４を前方パイプ１８ｄの中心軸回りに回動すると，前輪１４は前方パイプ１８ｄの中心軸回りに回動する。シートステー１８ｅとチェーンステー１８ｆとの結合部位には後輪１９が回転自在に保持されている。

ここで，自転車１の後輪駆動機構について説明する。シートパイプ１８ａと下パイプ１８ｃとチェーンステー１８ｆとの各端部が結合される部位には，クランクを介してペダル２０が取付けられたスプロケット２１が設けられている。このスプロケット２１と後輪１９に取付けられたギア１９ａとの間には，無端チェーン１９ｂが券回されている。

このような後輪駆動機構により，上記ペダル２０を踏み込み，スプロケット２１を回転させることにより，この回転力が無端チェーン１９ｂを介してギア１９ａに伝達し，後輪１９が回転する。これにより，前進方向への推進力が生じるようになっている。なお，ギア１９ａは多段ギアで構成して，図示しない変速機により多段変速を可能としてもよい。

次に，自転車１の前輪駆動機構について説明する。前輪１４を保持する上記軸棒２には，ヒンジ３が設けられ，このヒンジ３を介してハンドル４が前後方向に回動可能に保持されている。ハンドル４は握り部と保持フレームからなる。保持フレームの下方は一定角度をなす折曲部４ａが形成されている。この折曲部４ａにはガイド孔５が形成されるとともに，ガイド孔５に沿って軸棒２に対して昇降可能なローラ６がガイド孔５に挿入されている。ローラ６は例えば軸棒２に設けられたガイド溝に沿って昇降可能に構成されている。

このローラ６には，ハンドル４の前後方向へ回動操作（押し引き作用）によって直進運動するロッド７の一端が連結されており，ロッド７の他端は連結リンク８を介して回転作動されるカム９に連結されている。カム９は，軸棒２の途中に取付けられ，カム９と一体となって共に回転される駆動ギア１０の一側に取付けられる。

図３に示すように，駆動ギア１０の内側には，駆動ギア１０の外側に設けられた補助スプロケットに形成されたストッパ１１の作用によって，補助スプロケット１３に対して駆動ギア１０を一方向にのみ回転可能とするラチェット１２が設けられている。この補助スプロケット１３と前輪１４の中心軸１５に設けられた従動ギア１６との間に無端チェーン１７が券回されている。

このように構成される自転車１は，ペダル２０の操作により後輪１９が回転駆動することができるだけでなく，ハンドル４の前後操作（押し引き操作）により前輪１４も駆動することができる。すなわち，ハンドル４をヒンジ３を中心に前後に回動すると，ロッド７を介してカム９が回転し，駆動ギア１０が回転するとともに，補助スプロケット１３が回転する。これにより，前輪１４は，無端チェーン１７を介して回転駆動する。

要するに，上記のようにハンドル４の操作により駆動される自転車１は，使用者がハンドル４を前後方向に押したり引いたりすると，ハンドル４のガイド孔５に沿ってロッド７と連結されたローラ６が上下方向に移動され，このようなローラ６の移動に沿ってロッド７が上下方向に直進運動しながら下部に連結されたカム９を回転させ，カム９の回転によってそれに連結された駆動ギア１０及び補助スプロケット１３が回転されると，補助スプロケット１３に券回された無端チェーン１７を介して前輪１４の従動ギア１６が回転することで自転車１の前輪１４についても前進推進力が得られる。

ここで，自転車１のハンドル４の操作による前輪１４の回転駆動状態を図面を参照しながら，より詳細に説明する。図３は前輪１４の回転駆動状態を示す作用説明図である。図３（ａ）はハンドルを前方に押出した場合の図であり，図３（ａ）はハンドルを後方に引張った場合の図である。

図３（ａ）に示すように，まず使用者が自転車１のハンドル４を前方向に押すと，ハンドル４が回転されながらガイド孔５に結合されたローラ６がガイド孔５に沿って上昇する。すると，このローラ６に連結されたロッド７が上昇しながら連結リンク８を介して連結されたカム９が回転する。このカム９の回転によってそれに連結された駆動ギア１０及び補助スプロケット１３が回転する。補助スプロケット１３の回転によって無端チェーン１７を介して連結された前輪１４の従動ギア１６が回転する。これにより，前輪１４が回転駆動する。

続いて，図３（ｂ）に示すように，使用者が自転車１のハンドル４を後方に引くと，ハンドル４が回転されながらガイド孔５に結合されたローラ６がガイド孔５に沿って下降する。すると，このローラ６に連結されたロッド７が下降しながら連結リンク８を介して連結されたカム９がさらに回転する。このカム９の回転によって補助スプロケット１３が回転しながら前輪１４の従動ギア１６がさらに回転する。これにより，前輪１４がさらに回転駆動する。

なお，駆動ギア１０は，図４に示すように，駆動ギア１０の内側にラチェット１２が設けられ，ハンドル４の操作で前輪１４を駆動する場合には補助スプロケット１３の内側に設けられたストッパ１１にラチェット１２が噛み合って駆動ギア１０と補助スプロケット１３が共に回転される。従って，ハンドル４を前後に押し引き操作したときに，一方向（前進方向）にのみ回転駆動させることができ，逆方向に回転駆動することを防止できる。これにより，ハンドル４の前後方向への回動操作によって効率よく前輪１４を回転させることができる。また，ペダル２０を利用して後輪１９を回転駆動することにより自転車１を前進させる際には，補助スプロケット１３のみが回転するので前輪１４は回転駆動可能となる。

なお，ハンドル４は，必要に応じて軸棒２の上端に固定したり，或いは固定を解除して使用することができるように構成してもよい。例えば図３に示すようにハンドル４の一側にピン孔４ｂを形成するとともに，軸棒２の上部にハンドル固定用孔２ａを形成し，これらハンドル４のピン孔４ｂと軸棒２のハンドル固定用孔２ａにピン２３を挿入することにより，軸棒２にハンドル４を前後方向に回動不能に固定できるようにしてもよい。例えば自転車１においてハンドル４を前後方向へ回動不能にロックすることにより，その後輪駆動機構のみにより自転車を駆動させることができる。なお，上記ピン２３を抜取れば，再びハンドル４は前後方向に回動可能となり，前輪１４の回転駆動が可能となる。

さらに，本考案の自転車１は，図５に示すように運動機具として利用してもよい。この場合には，前輪１４の中心軸１５に受け台２４を固定設置する。これにより，使用者が自転車１に乗った状態でハンドル４を前後方向に押したり引いて前輪１４を回転させながら腕を利用した上半身の運動を行うことができる。

このように，本実施形態にかかる自転車１においては，ハンドル４を利用して前輪１４を回転駆動できるため，使用者の下半身の運動のみならず，上半身の運動をも有効に行うことができ，バランスの取れた身体の運動を行うことができる。また，ハンドル４を前後方向に回動するという簡単な操作で前輪を回転駆動させることができる。

また，別途の運動機具を備えることなく室内でも簡便に自転車だけを利用して上半身及び下半身の運動を行うことができる。

以上，添付図面を参照しながら本考案の好適な実施形態について説明したが，本考案は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，実用新案登録請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本考案の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば，本実施形態では，ペダル２０により後輪１９を駆動可能な後輪駆動機構を備える通常の自転車に本考案を適用した場合について説明したが，必ずしもこれに限られるものではなく，本考案による前輪駆動機構のみを設けることも可能である。

本考案は，ハンドル操作で車輪を回転駆動可能な自転車に適用可能である。

従来の自転車の外観構成を示す側面図である。 本考案の実施形態に係る自転車の外観構成を示す側面図である。 同実施形態に係る前輪がハンドル操作により回転駆動される状態を示す図である。 同実施形態に係る自転車の前輪に設けられるギア構造を示す側断面図である。 本考案に係る自転車が運動機具として使用される状態を示す図である。

符号の説明

１ 自転車
２ 軸棒
２ａ ハンドル固定用孔
３ ヒンジ
４ ハンドル
４ａ 折曲部
４ｂ ピン孔
５ ガイド孔
６ ローラ
７ ロッド
８ 連結リンク
９ カム
１０ 駆動ギア
１１ ストッパ
１２ ラチェット
１３ 補助スプロケット
１４ 前輪
１５ 中心軸
１６ 従動ギア
１７ チェーン
１８ フレーム
１８ａ シートパイプ
１８ｂ 上パイプ
１８ｃ 下パイプ
１８ｄ 前方パイプ
１８ｅ シートステー
１８ｆ チェーンステー
１９ 後輪
１９ａ ギア
１９ｂ 無端チェーン
２０ ペダル
２１ スプロケット
２３ ピン
２４ 受け台

Claims (2)

1. 前輪と後輪を備えた自転車において，
   前記前輪を回転保持する軸棒と，
   前記軸棒の上部に保持フレームを介して前後方向に回動可能に保持されたハンドルと，
   前記ハンドルの保持フレームに形成されたガイド孔と，
   前記ガイド孔に挿入され，このガイド孔に沿って前記軸棒に対して昇降可能なローラと，
   前記ローラと，前記軸棒の途中に設けられたカムとを連設し，ハンドルの前後方向の回動操作によって前記カムを回転駆動させるロッドと，
   前記カムの一側に設けられ，前記カムと共に回転する駆動ギアと，
   前記駆動ギアの内側に設けられ，前記補助スプロケットに形成されたストッパの作用によって前記駆動ギアを，この駆動ギアの外側に設けられた補助スプロケットに対して一方向にのみ回転可能とするラチェットと，
   前記前輪の中心軸に設けられ，前記前輪とともに回転可能な従動ギアと，
   前記補助スプロケットと前記従動ギアとに券回された無端チェーンと，
   を備えることを特徴とする自転車。
2. 前記ハンドルの一側に形成されたピン孔と，
   前記軸棒の上部に形成されたハンドル固定用孔と，
   前記ピン孔と前記ハンドル固定用孔とに脱着自在に挿入可能なピンとを備え，
   前記軸棒にハンドルを前後方向に回動不能に固定可能としたことを特徴とする請求項１に記載の自転車。
   

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