JP3106361B2 - 脚力による自転車の駆動機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自転車に乗る者の脚
力をペダルに受けこれを自転車の駆動回転力に変換する
駆動機構に工夫を加えることによって自転車の走行に必
要な脚力の必要度を軽減するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来は平坦部の走行と上り坂の走行との
各場合に応じてチエーンホイール上のギヤの歯数と後部
車輪のフリーホイールのギヤの歯数との比率を適当に変
える方法の所謂ギヤチエンジによって、乗る者の脚力の
必要度に対応する方法が採られた。又他の方法により、
ペダルの踏み込みの上死点と下死点に至る間のクランク
の長さを次第に標準より長くすることにより回転力を増
大させる方法も工夫されているが、この場合のクランク
の作動を保障するためには、ギヤ板を装着するチエーン
ホイールより直径の大きい固定板を自転車のフレームに
取り付けねばならず且つこの固定板の内周面に設けた円
形をなす溝の中心より偏った点を中心としてクランクの
シャフトを回転させるという回転運動としては変速的な
方法を採らねばならない等の欠点を有する。その他の類
似の方法も構造が複雑で作動上も難点を有し、これらを
克服するために発想を転換した斬新な方法は未だない現
状である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ギヤチエンジをする操
作は煩雑であり且つこれを可能とする装置は高価である
から、ギヤチエンジによることなく構造上合理的にして
シンプルな他の方法によって、一定の駆動回転力を得る
ための脚力を軽減する駆動機構を作ることがこの発明の
課題である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この手段のための構成を
説明すると次の如くである。 （イ） クランク１の内部で摺動自由な物体３がその先
端の相当部分がクランクの外部まで摺動して露出するこ
とができるように装置する。 （ロ） 前記３の先端部に回転自由な水平軸１０を取り
付けこれにペダル９を取り付ける。 （ハ） 軸１０に取り付けるペダル９は軸１０に固定し
て取り付け、この軸に対しては自由に回転しないように
する。 （ニ） 軸１０にロッド７の一端を固定して取り付けそ
の他端を軸８によってロッド５の一端にリンクさせその
他端を軸６によってクランク１に装着する。 （ホ） 以上の各（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）のよ
うに装置されたクランク１を自転車の駆動回転力を伝達
するシャフト２に結合する構成とする。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を実施例に基
づき図面を参照して説明する。 （イ） 従来クランクの先端部に付けられるペダルは、
クランクの先端部に水平に固定された軸に自由に回転で
きるように取り付けられたものであった。脚力をペダル
に受けたクランクがクランクのシャフトを軸にその周囲
を自由に回転できるようにするためには、ペダルは脚力
を受けるに適当な状態即ち常に水平を保持されることが
必要である限り当然のことであった。本発明はこれに反
し、クランク１の先端部を構成する物体３の先端部に水
平に付けられた回転軸１０にペダルを固定して取り付け
ることによって、ペダル９が回転する代りに軸１０が回
転してペダル９が常に水平を保持することにしたところ
に本発明の根本的な違いがあり、軸１０の回転運動を利
用してクランクの長さを自動的に仲縮させるところに従
来の考え方とは異なる発想の転換がある。 （ロ） クランク１の内部で摺動自由な物体３の先端部
に回転軸１０に固定してロッド７の一端が取り付けら
れ、その７の他端が軸８によってロッド５の一端にリン
クされてその他端はクランク１に軸６によって回転自由
に取り付けられているから、前記（イ）に述べたように
軸１０が回転すれば、この回転運動はロッド７とこれに
リンクされたロッド５との相互作用によって自動的にク
ランク１の内部の物体３の摺動作用を起すから、物体３
がクランク１の外部に露出する長さ１１を伸縮させるこ
とになり、結果として実質的なクランクの長さ即ちクラ
ンクのシャフトからペダルまでの長さを伸縮させること
となる。 （ハ） 以上の関係を

【図５】を参照しつつ説明すると次の如くである。 （１） ペダル９は脚力を受ける最良の状態を維持しな
ければならないから常に水平状態を保持する。 （２） ペダル９に脚力を受けてクランク１がシャフト
２を中心軸として矢印の方向に回転すると、軸６は１３
に示すような回転の軌跡となる。 （３） 従ってロッド５の一端に付けられた軸８の軌跡
は、１４に示す如く軌跡１３が示す円より半径がロッド
５の長さだけ大きい円となる。 （４） 従って軸８にロッド７によって連結された軸１
０の位置は、軸８の軌跡が描く円１４の線上の各時点に
おいて、ロッド７の長さを半径とする円周上に存在する
条件を満足すると同時に軸１０に固定して取り付けられ
たペダル９がクランク回転の各時点において常に水平を
保持しなければならない条件をも満足しなければならな
いから、この二つの条件を満足する軸１０の各時点にお
ける位置の軌跡は、円１４の線上の各時点においてロッ
ド７の長さを半径とする円を描いてこれを１５としこの
各時点における円の中心より下方の弧に切線を引きその
切点を列ねて得られる。これを曲線１６に示す。 （５）

【図５】１６に示す如く軸１０の軌跡即ちペダル９の軌
跡は、クランクがそのペダルに脚力を受けて、シャフト
２を回転軸として矢印の方向に回転すれば、ペダルの上
死点から下死点に至る間に、次第にシャフトからの距離
を延ばし、脚力を最も効果的にペダルに及ぼし得るよう
に作用するのである。

【０００６】

【発明の効果】この発明によって、所謂ギヤチエンジに
頼ることなく一定の駆動回転力を得るための脚力の必要
度を軽減できるから、脚力をペダルに受け駆動回転力を
得るためのクランクの作用を合理的且つ有効に高めるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示す全体図であって（ａ）はク
ランク１のシャフト２とペダル９間の長さが最大になっ
た場合を示し、（ｂ）はクランク１がシャフト２を中心
として（ａ）の位置から１８０度回転してクランク１の
シャフト２とペダル間の長さが最短になった場合を示
す。

【図２】

【図１】（ａ）の左側面図である。

【図３】

【図１】（ａ）の右側面図である。

【図４】クランク１の実質的先端部を構成する物体３に
回転自由に取り付けられた軸１０にペダル９が固定して
取り付けられていることを示す。

【図５】クランク１がシャフト２を中心軸として回転し
た場合の運動と、そのクランク１の内部から物体３が摺
動してその外部に露出する度合いを変化させることによ
って、その先端部に取り付けられたペダル９とクランク
１とシャフト２間の長さが次第に変化する運動との関係
を示すと共にこれらの運動が、軸１０の回転運動とこれ
を伝達するロッド７及び軸８とこれにリンクされたロッ
ド５と軸６の各運動が描く軌跡によって示されることを
説明するものである。

【符号の説明】

１ クランク ２ クランクのシャフト ３ クランク１の内部で摺動自由に装置された物体 ４ 物体３がクランク１の内部を摺動した場合の任意の
時点の内部における位置 ５ ロッド ６ ロッド５とシャフト１を連結する軸 ７ ロッド ８ ロッド５とロッド７をリンクさせる軸 ９ ペダル １０ ペダル９を固定して取り付けた軸 １１ 物体３がクランク１の内部を摺動してその外部に
露出した場合の露出長さ １２ クランクの回転方向を示す矢印 １３ 軸６の軌跡 １４ 軸８の軌跡 １５ 軸８の軌跡上の各時点における軸１０の軌跡 １６ ペダル９の軌跡

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランク１の内部で摺動自由な物体３が
   クランクの外部まで摺動して露出することにより、その
   先端が伸張した形のクランクの先端部を構成するように
   装置し、その先端部に水平に取り付けた回転軸１０にペ
   ダル９を該軸１０に固定して回転不能に取り付け、該軸
   １０にロッド７の一端を固定して取り付け、その他端を
   軸８によってロッド５の一端にリンクさせ、該ロッド５
   の他端を軸６によってクランク１に装着し、該クランク
   １をクランクのシャフト２に結合した構造の脚力による
   自転車の駆動機構。