JP3159237U

JP3159237U - 自転車用駆動構造とそれを利用する自転車

Info

Publication number: JP3159237U
Application number: JP2010001070U
Authority: JP
Inventors: 王淑凌
Original assignee: 王▲スウ▼樺
Priority date: 2009-04-03
Filing date: 2010-02-22
Publication date: 2010-05-13
Anticipated expiration: 2020-02-22
Also published as: US8157281B2; DE202010000309U1; GB2469166A; TWI346070B; GB201002266D0; GB2469166B; TW201036866A; US20100253037A1

Abstract

【課題】ペダルを踏込むときに必要なスペースが小さくなり、前輪と後輪の間の距離を短縮することができる自転車を提供する。【解決手段】自転車フレーム１０に設けられる伝動盤２１と、一部が伝動盤に巻き付けられ、伝動盤と連動し、自転車の前輪または後輪を駆動する伝動ベルト２２と、自転車フレームの両側に対称に設けられ、第１固定端２３１と、第１自由端２３２と、をそれぞれ有する一対のクランク２３と、自転車フレームの両側に設けられ、第２固定端２４１と、第２自由端２４２と、をそれぞれ有する一対の揺動アーム２４と、それぞれ二つの枢着端２５３，２５４を有し、二つの枢着端は、それと同じ側に位置する、第１自由端と、第２自由端と、に枢着される一対の連接アーム２５と、結合段に設けられ、その運動軌跡の最高点と最低点の鉛直距離をＨとし、その運動軌跡の最前端と最後端の水平距離をＷとすれば、Ｈ/Ｗ≧５/３である一対のペダル２６とを含む。【選択図】図１

Description

本考案は、自転車用駆動構造とそれを利用する自転車に関するものである。

従来の自転車は、自転車フレームと、前記自転車フレームの前フォーク部に設けられる前輪と、前記自転車フレームの後フォーク部に設けられる後輪と、を含み、その駆動構造は、五方チューブに取付けられた歯盤に一対のクランクが設けられ、前記クランクの自由端にペダルが組付けられる。前記ペダルを踏込むと、ローラチェーンが駆動され前記後輪が回転する。

しかしながら、前記ペダルが設けられる前記クランクの自由端が円周運動をするため、ユーザの両足は前記円周運動の軌跡に沿って踏込まなければならない。そうすると、前記ペダルを踏込むときに必要なスペースがより大きくなり、これにより、前輪と後輪の間の距離を短縮することができず、従来の自転車は、車体の長さが長いため、携帯および収納が極めて不便である。

上記の問題を解決するために、自転車フレームを折畳み可能な構造にするものが提案された。このような自転車フレームによれば、折畳まれた自転車の車体の長さが本来の長さの１/２になり、携帯および収納が便利になる。しかし、折畳まれた自転車は、利用できず、折畳み過程が複雑であり、その折畳手段がどんどん簡単化されているが、折畳み過程中に、ユーザは自転車に付けられる潤滑油に汚染される可能性がある。

本考案の主な目的は、レバー原理を利用してユーザの踏込み方向を変更することにより、ペダルを踏込むときに必要なスペースが小さくなり、自転車の前輪と後輪の間の距離を短縮することができる自転車用駆動構造とそれを利用する自転車を提供することにある。

本考案の自転車用駆動構造によると、自転車フレームに設けられる伝動盤と、一部が前記伝動盤に巻き付けられ、前記伝動盤と連動し、自転車の前輪または後輪を駆動する伝動ベルトと、前記自転車フレームの両側に対称に設けられ、第１固定端と、第１自由端と、をそれぞれ有し、二つの前記第１固定端の間にシャフトが連接され、前記シャフトが前記伝動盤の軸心を挿通し、前記伝動盤と連動し、前記第１固定端を軸心として完備な円周運動をすることができる一対のクランクと、前記自転車フレームの両側に設けられ、第２固定端と、第２自由端と、をそれぞれ有し、前記第２固定端が前記自転車フレームに枢着される一対の揺動アームと、それぞれ二つの枢着端を有し、前記二つの枢着端は、それと同じ側に位置する、第１自由端と、第２自由端と、に枢着され、前記二つの枢着端の間が結合段である一対の連接アームと、前記結合段に設けられ、その運動軌跡の最高点と最低点の鉛直距離をＨとし、その運動軌跡の最前端と最後端の水平距離をＷとすれば、Ｈ/Ｗ≧５/３である一対のペダルと、を含むことを特徴とする。

本考案の自転車用駆動構造によると、前記各結合段には、その縦方向に沿って結合手段が複数設けられ、これらの前記結合手段のうちの一つに、同じ側に位置する前記ペダルを選択的に配することができることを特徴とする。

本考案の自転車によると、請求項１又は請求項２に記載の自転車用駆動構造を使用し、前記自転車フレームと、前記前輪と、前記後輪と、を含み、前記自転車フレームは、前フォーク部と、後フォーク部と、ハンドルと、を含み、前記前輪が前記前フォーク部の端部に設けられ、前記後輪が前記後フォーク部の端部に設けられ、前記ハンドルは前記前輪または前記後輪の方向を制御するためのものであることを特徴とする。

本考案の自転車によると、前記一対の揺動アームの前記第２固定端が前記前フォーク部に枢着され、前記ハンドルは前記後輪の方向を制御するためのものであることを特徴とする。

本考案の自転車によると、前記一対の揺動アームの前記第２固定端が前記後フォーク部に枢着され、前記ハンドルは前記前輪の方向を制御するためのものであることを特徴とする。

本考案の自転車によると、前記自転車フレームは更に、立設チューブを含み、前記立設チューブには、更に、サドルが配されることを特徴とする。

本考案の自転車によると、前記伝動盤は前記立設チューブに配されることを特徴とする。

本考案の自転車によると、前記自転車フレームは更に、立設チューブを含み、前記立設チューブには更に、サドルが配されることを特徴とする。

本考案の自転車用駆動構造とそれを利用する自転車によれば、次のような効果がある。
（１）ペダルの水平の踏込み空間が減少されるため、ペダルを踏込むときに必要なスペースが小さくなり、これにより、前輪と後輪の間の距離を短縮することができ、自転車の車体の長さが短くなり、従来のように自転車を折畳む必要がなくなり、携帯および収納が便利になる。

（２）ペダルの運動軌跡が変更され、ペダルの運動方向が重力の方向と平行するため、ユーザの体重をペダルの踏込みに利用することができる。

（３）ペダルを踏込む軌跡は、円周軌跡から鉛直な往復軌跡に変更されるため、ユーザの運動方式が両足の単純の上下動になり、鍛錬される筋肉が変更され、ヒップの外形を更に綺麗にすることができる。

（４）ペダルを踏込む軌跡は、円周軌跡から鉛直な往復軌跡に変更されるため、サドルを省略することができ、そうすると、材料コストを減少することができ、自転車の重量を減少することもできる。

本考案の自転車の一部の分解斜視図である。本考案の自転車の組合済み状態の斜視図である。本考案の自転車の側面図である。本考案の自転車の駆動構造の使用状態を示す模式図である。本考案の自転車の駆動構造の使用状態を示す模式図である。本考案の自転車のペダルの運動軌跡を示す図である。

以下、本考案の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、図１乃至図５を参照する。本考案の自転車は、自転車フレーム１０と、前輪３と、後輪４と、駆動構造２０と、を含む。自転車フレーム１０は、前フォーク部１１と、後フォーク部１２と、前フォーク部１１と後フォーク部１２を連接するメーンロッド１３と、立設チューブ１４と、ハンドル１５と、を含む。前輪３が前フォーク部１１の端部に設けられ、後輪４が後フォーク部１２の端部に設けられ、更に詳細に説明すると、前輪３の回転軸が前フォーク部１１の端部の間に設けられ、後輪４の回転軸が後フォーク部１２の端部の間に設けられ、且つ前輪３と後輪４の車輪直径の比は、特に限定されず、駆動構造５の配置方式または他の理由で決められる。

立設チューブ１４にサドル１４１が配され、ハンドル１５は前輪３または後輪４の方向を制御するためのものであり、すなわち、自転車が前輪駆動である場合には、ハンドル１５が前輪３の方向を制御し、自転車が後輪駆動である場合には、ハンドル１５が後輪４の方向を制御する。

本考案の駆動構造２０は、伝動盤２１と、伝動ベルト２２と、一対のクランク２３と、一対の揺動アーム２４と、一対の連接アーム２５と、一対のペダル２６と、を含む。伝動盤２１は自転車フレーム１０に設けられる。伝動ベルト２２は、一部が伝動盤２１に巻き付けられ、伝動盤２１と連動し、自転車の前輪３又は後輪４を駆動する。伝動ベルト２２は、ローラチェーンでもいいし、ベルトでもよいが、ローラチェーンを採用するものがより多い。伝動盤２１の周縁に多数の歯が環設され、これらの歯により伝動盤２１が伝動ベルト２２と噛合うことができる。本実施例では、伝動ベルト２２が後輪４を駆動し、このとき、ハンドル１５が前輪３の方向を制御し、もちろん、伝動ベルト２２が前輪３を駆動してもよく、そうすると、ハンドル１５が後輪４の方向を制御する。伝動ベルト２２と後輪４の間にラチェット（図示せず）を設けることにより、伝動ベルト２２と後輪４を一方向だけに駆動可能になる。且つ前記ラチェットには、歯数および直径が相違するフライホイルを複数設けてもよく、これらの前記フライホイルに後変速器を合せると、伝動ベルト２２と後輪４の回転数比を変更することができる。また、伝動盤２１に歯数および直径が相違する歯盤と前変速器を組付けると、伝動盤２１と後輪４の回転数比を変更することができる。

一対のクランク２３は、自転車フレーム１０の両側に対称に設けられ、第１固定端２３１と、第１自由端２３２と、をそれぞれ有し、二つの第１固定端２３１の間にシャフト２３３が連接され、シャフト２３３は、軸受を介して自転車フレーム１０に設けられ、伝動盤２１の軸心（すなわち、円心）を挿通する。伝動盤２１とシャフト２３３は、伝動盤２１とシャフト２３３の間に設けられる爪盤２３４により伝動盤２１とシャフト２３３を連結してもいいし、両者を一体成形してもよく、そうすると、クランク２３が伝動盤２１と連動する。シャフト２３３は、本実施例のようにメーンロッド１３の下方にある支持構造１３１に設けてもいいし、自転車フレーム１０の他の適当な位置（例えば立設チューブ１４の適当な高さに位置する箇所）に設けてもよい。また、伝動盤２１は、シャフト２３３に応じて、支持構造１３１、立設チューブ１４、又は自転車フレーム１０の他の適当な箇所に設けられる。上記の組付位置の変化は、各クランク２３が第１固定端２３１を中心として円周運動を順調に施すことができることを前提とし、そうしないと、自転車を効率良く駆動することができない。

一対の揺動アーム２４は、自転車フレーム１０の両側に設けられ、第２固定端２４１と、第２自由端２４２と、をそれぞれ有し、第２固定端２４１が自転車フレーム１０に枢着され、本実施例では、第２固定端２４１が前フォーク部１１又は後フォーク部１２に枢着され、具体的には、第２固定端２４１は、前フォーク部１１の端部、後フォーク部１２の端部、又は他の適当な箇所に枢着される。

一対の連接アーム２５は、それぞれ二つの枢着端２５３、２５４を有し、二つの枢着端２５３、２５４は、それと同じ側に位置する、第１自由端２３２と、第２自由端２４２と、に枢着され、二つの枢着端２５３、２５４の間が結合段２５１である。各結合段２５１には、その縦方向に沿って結合手段２５２が少なくとも一つ設けられ、結合手段２５２は、快速脱着継手のメス継手でもよく、そうすると、ペダル２６に設けられる快速脱着継手のオス継手と枢着することができる。なお、各結合段２５１に、その縦方向に沿って結合手段２５２が複数設けられる場合には、これらの結合段２５１の同じ側に位置するペダル２６は、これらの結合段２５１のうちの一つに選択的に枢着することができる。

図６を参照する。図６は本考案の自転車のペダルの運動軌跡を示す図である。本考案では、クランク２３の第１自由端２３２が完備な円周運動をすることができ、揺動アーム２４は、第２固定端２４１を中心として、第２自由端２４２を円弧形状の軌跡に沿って揺動し、連接アーム２５は、第１自由端２３２と第２自由端２４２を連接するため、クランク２３と揺動アーム２４に応じて限定された軌跡に沿って運動することができる。これらの結合手段２５２は、第２自由端２４２に近接するほど、その運動軌跡が第２自由端２４２の運動軌跡に類似し、すなわち、直線運動に類似する。逆に、これらの結合手段２５２は、第１自由端２３２に近接するほど、その運動軌跡が第１自由端２３２の運動軌跡に類似し、すなわち、円周運動に類似する。結合手段２５２に組付けられるペダル２６は、その運動軌跡が結合手段２５２に対応し、その運動軌跡の最高点と最低点の鉛直距離をＨとし、その運動軌跡の最前端と最後端の水平距離をＷとすれば、ペダル２６を踏込むときに必要な前後距離を短縮するために、Ｈ/Ｗ≧５/３であることが好ましい。

なお、本考案は前記実施の形態に限定されるものではなく、本考案の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本考案の範囲から排除するものではない。

本考案は、自転車に適用することができる。

３：前輪、４：後輪、１０：自転車フレーム、１１：前フォーク部、１２：後フォーク部、１３：メーンロッド、１４：立設チューブ、１５：ハンドル、２０：駆動構造、２１：伝動盤、２２：伝動ベルト、２３：クランク、２４：揺動アーム、２５：連接アーム、２６：ペダル、１３１：支持構造、１４１：サドル、２３１：第１固定端、２３２：第１自由端、２３３：シャフト、２３４：爪盤、２４１：第２固定端、２４２：第２自由端、２５１：結合段、２５２：結合手段、２５３，２５４：枢着端、Ｈ，Ｗ：距離。

Claims

自転車フレームに設けられる伝動盤と、
一部が前記伝動盤に巻き付けられ、前記伝動盤と連動し、自転車の前輪または後輪を駆動する伝動ベルトと、
前記自転車フレームの両側に対称に設けられ、第１固定端と、第１自由端と、をそれぞれ有し、二つの前記第１固定端の間にシャフトが連接され、前記シャフトが前記伝動盤の軸心を挿通し、前記伝動盤と連動し、前記第１固定端を軸心として完備な円周運動をすることができる一対のクランクと、
前記自転車フレームの両側に設けられ、第２固定端と、第２自由端と、をそれぞれ有し、前記第２固定端が前記自転車フレームに枢着される一対の揺動アームと、
それぞれ二つの枢着端を有し、前記二つの枢着端は、それと同じ側に位置する、第１自由端と、第２自由端と、に枢着され、前記二つの枢着端の間が結合段である一対の連接アームと、
前記結合段に設けられ、その運動軌跡の最高点と最低点の鉛直距離をＨとし、その運動軌跡の最前端と最後端の水平距離をＷとすれば、Ｈ/Ｗ≧５/３である一対のペダルと、
を含むことを特徴とする、自転車用駆動構造。
前記各結合段には、その縦方向に沿って結合手段が複数設けられ、これらの前記結合手段のうちの一つに、同じ側に位置する前記ペダルを選択的に配することができることを特徴とする、請求項１に記載の自転車用駆動構造。
請求項１又は請求項２に記載の自転車用駆動構造を使用し、前記自転車フレームと、前記前輪と、前記後輪と、を含み、前記自転車フレームは、前フォーク部と、後フォーク部と、ハンドルと、を含み、前記前輪が前記前フォーク部の端部に設けられ、前記後輪が前記後フォーク部の端部に設けられ、前記ハンドルは前記前輪または前記後輪の方向を制御するためのものであることを特徴とする、自転車。
前記一対の揺動アームの前記第２固定端が前記前フォーク部に枢着され、前記ハンドルは前記後輪の方向を制御するためのものであることを特徴とする、請求項３に記載の自転車。
前記一対の揺動アームの前記第２固定端が前記後フォーク部に枢着され、前記ハンドルは前記前輪の方向を制御するためのものであることを特徴とする、請求項３に記載の自転車。
前記自転車フレームは更に、立設チューブを含み、前記立設チューブには更に、サドルが配されることを特徴とする、請求項３に記載の自転車。
前記伝動盤は、前記立設チューブに配されることを特徴とする、請求項６に記載の自転車。
前記自転車フレームは更に、立設チューブを含み、前記立設チューブには更に、サドルが配されることを特徴とする、請求項４に記載の自転車。
前記伝動盤は、前記立設チューブに配されることを特徴とする、請求項８に記載の自転車。
前記自転車フレームは更に、立設チューブを含み、前記立設チューブには更に、サドルが配されることを特徴とする、請求項５に記載の自転車。
前記伝動盤は前記立設チューブに配されることを特徴とする、請求項１０に記載の自転車。