JP3211628U - 人力駆動装置用クランクペダル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】走行時のペダルの水平角度が固定されることで体重移動が可能となり、脚の疲労を軽減することができる人力駆動装置用クランクペダル装置を提供する。【解決手段】本体フレーム１の横行部の前後２か所に回動自在に配設された前部クランク軸２及び後部クランク軸３と、各々の両端に連続して配設される左右各２本のペダルアーム２ａ、２ｂ及び３ａ、３ｂと、それらの先端に連続して配設される左右各２本のペダル軸４ａ、４ｂ及び５ａ、５ｂと、それらの内、左の２本のペダル軸４ａ、５ａを回動自在に収容する２つの軸受６ａを前後に有する左ペダル７ａと、右の２本のペダル軸４ｂ、５ｂを、回動自在に収容する２つの軸受６ｂを前後に有する右ペダル７ｂと、前部クランク軸歯車２ｃ及び後部クランク軸歯車３ｃ及びそれらの連結歯車８を備えることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本考案は、人力駆動装置用クランクペダル装置に関する。

自転車等のペダル装置に関して、ペダルに連結するクランク機構を用いることにより、走行時の運転者の脚の疲労度の軽減や、ひざ関節の負担の軽減を図ることを目的とした発明、考案がなされている。

特許文献１には、クランク機構を用いてペダルの軌跡を非円形とさせ、ペダルの戻り軌跡における脚部の不自然な折れ曲がりを改善し、脚の疲労度の軽減を図る発明が記載されている。
特許文献２には、クランク機構を用いてペダルの前後の軌道の移動幅を小さくし、ひざ関節の負担の軽減を図る発明が記載されている。

特開２００４−１９６０６２号公報 特開２０１０−２０８５８２号公報

しかしながら、特許文献１及び２の発明では、ペダルの踏み面の水平角度が固定されてはいないため、自然な歩行時に脚が地面から力を受ける方向や順序をペダル上で再現することはできず、歩行時のように脚の静脈血流を維持することができない。すなわち、歩行時においては脚の静脈血流は脚の各筋肉の緊張と弛緩の繰り返しによるポンプ作用によって維持されている。この場合、かかとからつま先に向かう体重移動に伴って、作動筋肉が順次変化していくことが重要である。
しかるに、特許文献１及び２の発明を含めた従来の自転車等に用いられているペダル装置においては、ペダルはペダル軸の回りに自由に回転し、その水平方向に対する角度は固定されていない。このため、体重は常にペダル軸の上にかかり、体重移動は不可能である。このため脚の静脈血流が十分効果的に促進されず、脚の疲労蓄積の原因となっている。

本考案は上記問題点に鑑み、走行時のペダルの踏面の水平角度を走行面に対して一定に保持することができる人力駆動装置用クランクペダル装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための手段として、請求項１の考案は、人力駆動車用のペダル装置であって、本体フレームと、本体フレームの横行部の前後２か所に回動自在に配設された前部クランク軸及び後部クランク軸と、前部クランク軸及び後部クランク軸の各々の両端に連続して配設される左右各２本のペダルアームと、各ペダルアームの先端に連続して配設される左右各２本のペダル軸と、各ペダル軸の内、左の２本のペダル軸を回動自在に収容する２つの軸受を前後に有する左ペダルと、右の２本のペダルを回動自在に収容する２つの軸受を前後に有する右ペダルと、前部クランク軸及び後部クランク軸の各々の進行左側に配設された前部クランク軸歯車及び後部クランク軸歯車と、前部クランク軸歯車及び後部クランク軸歯車の中間に配設された連結歯車とを備えることを特徴とする。
請求項２の考案は、さらに、左右各２本のペダルアームは、各々のクランク軸との連続部からペダル軸との連続部へ向かうほど本体フレームから離れる方向となる角度を有して構成されることを特徴とする。
請求項３の考案は、さらに、本体フレームの横行部は走行面に対して所定の角度で前後に傾斜していることを特徴とする。
請求項４の考案は、さらに、前部クランク軸及び後部クランク軸が各々異なる回転位相で組み立てられるように、連結歯車が着脱自在に構成されるとともに、左右のペダルが各々枠体と、枠体に沿って前後方向に摺動自在に取り付けられた舌体を備え、舌体に上記ペダル軸の一方のみが回動自在に係合することを特徴とする。

本考案によれば、ペダルが軸の回りに回転することなく水平方向に対して一定の角度に固定されるため、ペダル上での体重移動が可能となり、通常の歩行時に近い状態で筋肉を作動させることにより脚の静脈血流を自然により近い状態に維持し、走行時の脚の疲労を軽減させることができる。

本考案の第１の実施形態を示すペダル角度固定式クランクペダル装置の模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 本考案の第２の実施形態を示すペダル角度固定式クランクペダル装置の模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 本考案の第３の実施形態を示すペダル角度固定式クランクペダル装置の模式図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）はペダル部分の説明図である。

以下に、本考案の人力駆動装置用クランクペダル装置の第１の実施形態について図を用いて説明する。
まず、本実施形態の構成を図１（ａ）及び（ｂ）で説明する。
本体フレーム１と、本体フレーム１の水平部の前後２か所に回動自在に配設された前部クランク軸２及び後部クランク軸３と、前部クランク軸２及び上記後部クランク軸３の各々の両端に連続して配設される左右各２本のペダルアーム２ａ、２ｂ及び３ａ、３ｂと、各ペダルアーム２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂの先端に連続して配設される左右各２本のペダル軸４ａ、４ｂ及び５ａ、５ｂと、各ペダル軸４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂの内、左の２本のペダル軸４ａ、５ａを回動自在に収容する２つの軸受６ａを前後に有する左ペダル７ａと、右の２本のペダル軸４ｂ、５ｂを、回動自在に収容する２つの軸受６ｂを前後に有する右ペダル７ｂと、前部クランク軸２及び後部クランク軸３の各々の進行左側に配設された前部クランク軸歯車２ｃ及び後部クランク軸歯車３ｃと、前部クランク軸歯車２ｃ及び後部クランク軸歯車３ｃの中間に配設された連結歯車８とを備えている。
なお、後部クランク軸３の進行右側には後部クランク軸３の回転をチェーン１２で後輪（不図示）に伝えるためのチェーン歯車１１が配設されている。チェーン歯車１１の配置は他の実施形態においても同様である。

次に、本実施形態の機能を説明する。
上記構成により、前部クランク軸２及び後部クランク軸３、左右各２本のペダルアーム２ａ、２ｂ及び３ａ、３ｂ、左右各２本のペダル軸４ａ、４ｂ及び５ａ、５ｂ及び上記左右のペダル７ａ、７ｂはリンク機構を構成している。さらに、上記のように、前部クランク軸歯車２ｃ及び後部クランク軸歯車３ｃの中間には連結歯車８が配設されていて、図２（ｂ）に示すペダルアーム２ａ、２ｂの動作はペダルアーム３ａ、３ｂの動作と常に同期して互いに平行の位置関係を保つ。
これにより、ペダルアーム２ａ、２ｂの先端位置のペダル軸４ａ、４ｂと、ペダルアーム３ａ、３ｂの先端位置のペダル軸５ａ、５ｂに各々連結される左右のペダル７ａ、７ｂの踏み面は、走行中、走行面に対する角度が常に平行に保たれることになる。

上記機能により、本実施形態では走行中、運転者はペダル上で通常の歩行時と同様にかかとからつま先に向かう体重移動をおこなうことが可能となり、作動筋肉を順次変化させることができる。これにより、通常の歩行時に近い状態で筋肉が作動するので、運転者の脚の静脈血流は脚の各筋肉の緊張と弛緩の繰り返しによるポンプ作用によって自然により近い状態に維持されることとなり、脚の疲労を軽減することができる。

次に、第２の実施形態について説明する。
本実施形態の構成を図２（ａ）、（ｂ）に示す。ペダルアーム２ａ’、２ｂ’、３ａ’、３ｂ’は、各々のクランク軸２’、３’との連続部からペダル軸４ａ’、４ｂ’、５ａ’、５ｂ’との連続部へ向かうほど本体フレーム１’から離れる方向となる角度を有して構成されている。

本実施形態の機能は、前部クランク軸２’と後部クランク軸３’との間の距離に比較して、各ペダルアーム２ａ’、２ｂ’、３ａ’、３ｂ’の長さが大きいとき、すなわち２つのクランク軸２’、３’を前後方向によりコンパクトに配置する場合や、ペダル７ａ’、７ｂ’の回転半径を大きくしたい場合に、前部クランク軸２’の各ペダルアーム２ａ’、２ｂ’と後部クランク軸３’の各ペダルアーム３ａ’、３ｂ’とが回転動作中に干渉するのを避けることができる点にある。（図２（ａ）参照方）

これにより、本実施形態では、２つのクランク軸の配置や、ペダルの回転半径についての設計の自由度を向上させることができる。

上記第１及び第２の実施形態においては、ペダルの踏み面は常に本体フレーム１の横行部に平行となる。したがって、本体フレーム１の横行部が水平面と角度θをなす構成（不図示）とすれば、走行時のペダルの踏み面が走行面と常に角度θを保つ構成とすることができる。

次に、第３の実施形態について説明する。
本実施形態の構成を図３（ａ）、（ｂ）に示す。（ａ）は正面図、（ｂ）はペダル部分の説明図である。
前部クランク軸２及び後部クランク軸３が各々異なる回転位相で組み立てられるように、上記連結歯車８が着脱自在に構成されるとともに、左右のペダル７ａ、７ｂが各々枠体９ａ、９ｂと、これに沿って前後方向に摺動自在に取り付けられた舌体１０ａ、１０ｂを備え、舌体１０ａにはペダル軸４ａ、５ａの一方のみが、舌体１０ｂにはペダル軸４ｂ、５ｂの一方のみが回動自在に係合する。

上記構成により、本実施形態では連結歯車８が着脱自在となったことで前・後クランク軸の回転位相を所定の範囲でずらすことができるようになる。これにより、ペダルの踏み面の水平角度を回転位置によって以下のように変化させることができる。
例えば、図３（ａ）に示すように、前部クランク軸２の位相を後部クランク軸３の位相に対して、約３０度遅らせると、踏み込む位置ではペダル７ｂは前が上がり、後方で持ち上がる位置では、ペダル７ａは前下がりとなる。

ただし、この場合、前・後ペダル軸４ａ、５ａ及び４ｂ、５ｂの間の距離は一定でなくなるので、この変化に対応するように、前・後いずれかのペダル軸をペダルに対して可動としなければならない。例えば、図３（ｂ）に示すように、前部のペダル軸４ａ及び４ｂの回りに回転する舌体１０ａ、１０ｂが枠体９ａ、９ｂの溝に沿って摺動する構成が考えられる。

また、上記とは異なり、前部のペダル軸４ａ及び４ｂ及びこれらの軸受部が枠体９ａ、９ｂの前部側を摺動し、後部のペダル軸５ａ及び５ｂは枠体９ａ、９ｂの後部側に固定された舌体１０ａ、１０ｂに各々回動自在に取り付けられる構成としてもよい。

上記の機能により、ペダルの回転位置に対応させて踏み面の水平角度を調整することが可能となり、脚の自然な動きにフィットし、快適に踏むことができるペダルを提供できる。

１ 本体フレーム
２、２’ 前部クランク軸
２ａ、２ａ’ 左側ペダルアーム
２ｂ、２ｂ’ 右側ペダルアーム
２ｃ 前部クランク軸歯車
３、３’ 後部クランク軸
３ａ、３ａ’ 左側ペダルアーム
３ｂ、３ｂ’ 右側ペダルアーム
３ｃ 後部クランク軸歯車
４ａ、４ａ’ 前部左側ペダル軸
４ｂ、４ｂ’ 前部右側ペダル軸
５ａ、５ａ’ 後部左側ペダル軸
５ｂ、５ｂ’ 後部右側ペダル軸
６ａ、６ｂ 軸受
７ａ、７ａ’ 左側ペダル
７ｂ、７ｂ’ 右側ペダル
８ 連結歯車
９ａ、９ｂ 枠体
１０ａ、１０ｂ 舌体
１１ チェーン歯車
１２ チェーン

Claims (4)

1. 人力駆動車用のペダル装置であって、
   本体フレームと、
   上記本体フレームの横行部の前後２か所に回動自在に配設された前部クランク軸及び後部クランク軸と、
   上記前部クランク軸及び上記後部クランク軸の各々の両端に連続して配設される左右各２本のペダルアームと、
   上記各ペダルアームの先端に連続して配設される左右各２本のペダル軸と、
   上記各ペダル軸の内、上記左の２本のペダル軸を回動自在に収容する２つの軸受を前後に有する左ペダルと、上記右の２本のペダルを回動自在に収容する２つの軸受を前後に有する右ペダルと、
   上記前部クランク軸及び上記後部クランク軸の各々の進行左側に配設された前部クランク軸歯車及び後部クランク軸歯車と、
   上記前部クランク軸歯車及び上記後部クランク軸歯車の中間に配設された連結歯車と、
   を備えることを特徴とする人力駆動装置用クランクペダル装置。
2. 上記左右各２本のペダルアームは、各々の上記クランク軸との連続部から上記ペダル軸との連続部へ向かうほど本体フレームから離れる方向となる角度を有して構成される、ことを特徴とする請求項１に記載の人力駆動装置用クランクペダル装置。
3. 上記本体フレームの横行部は走行面に対して所定の角度で前後に傾斜している、ことを特徴とする請求項１または２に記載の人力駆動装置用クランクペダル装置。
4. 上記前部クランク軸及び上記後部クランク軸が各々異なる回転位相で組み立てられるように、上記連結歯車が着脱自在に構成されるとともに、上記左右のペダルが各々枠体と、上記枠体に沿って前後方向に摺動自在に取り付けられた舌体を備え、上記舌体に上記ペダル軸の一方のみが回動自在に係合する、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の人力駆動装置用クランクペダル装置。
   
   

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