JP4021917B2 - Crank pedal device and vehicle equipped with the same - Google Patents
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Description
本発明は、入力手段(ペダル装置)の上下方向への往復運動を回転運動に変換することにより、入力手段に負荷される駆動力(踏み込み力)を効率よく回転運動のエネルギに変換するようにしたクランク装置、それを備えた乗り物、乗り物用クランクペダル装置、及び乗り物に関するものである。 The present invention converts the reciprocating motion of the input means (pedal device) in the vertical direction into rotational motion, thereby efficiently converting the driving force (stepping force) applied to the input means into energy of rotational motion. The present invention relates to a crank device, a vehicle equipped with the crank device, a vehicle crank pedal device, and a vehicle.
通常、自転軍に設けられたクランクペダル装置にあっては、ペダルを下死点に向かって踏み込む回転運動により、クランク腕を介してクランク軸をそのまま回転させ、クランク軸に一体固定したスプロケットに巻き掛けたチェーンを介して後輪のスプロケットを回転することにより、後輪が駆動されるようにしている。しかし、ペダルを踏み込んでクランク軸に回転運動を与えるときに、体重を左右及び前後に移動させてペダルを踏み込むことからハンドルの揺動を生じる場合があると共に、クランク装置の動力伝達効率を損ねてしまう。 Normally, in a crank pedal device provided in the self-rotating army, the crankshaft is rotated as it is through the crank arm by a rotary motion that depresses the pedal toward the bottom dead center, and is wound around a sprocket that is integrally fixed to the crankshaft. The rear wheel is driven by rotating the sprocket of the rear wheel through the chain. However, when the pedal is depressed and rotational motion is applied to the crankshaft, the weight may be moved left and right and back and forth , and the pedal may be depressed, causing the steering wheel to swing and detracting from the power transmission efficiency of the crank device. End up.
そこで、従来、上記のような不具合を解消する技術として、例えば、特許文献1に示したような技術が知られている。この特許文献1に記載された自転車では、クランク軸を廃止する代わりに、左右に上下一対のスプロケットを配置し、これら左右に設けた上下一対のスプロケット間に一対のチェーンを巻き掛けし、左右のペダルをチェーンの張り側区間において互いに係脱するように一本のロープを介して連結している。これにより、左ペダルを上から下方向に踏み込むときには、左ペダルは左チェーンに係合して一体に左スプロケットを回転させる一方、右ペダルはロープから作用する懸垂力により右チェーンから離脱して上方移動をするだけである。次いで、右ペダルを下に踏み込むことで、右ペダルが右チェーンに係合して右チェーンを回転させ、右スプロケットが同期して回転駆動される。このとき、左ペダルはロープで懸垂されながら左チェーンとの係合を切り離された状態で上方に移動していく。このように、クランク機構を廃することで、ペダルを回転運動させることなく、左右のペダルの踏み込み動作を直線運動して繰リ返すことにより、後輸に駆動力を伝達し、走行できるようになっているものである。
Therefore, for example, a technique as disclosed in
しかしながら、上記自転車では、クランク機構を廃してはいるものの、上から下方向への直線運動により車体の左右に配置した4個のスプロケット、2個のチェーン、左右のペダルを結合するロープ、左右のペダルをチェーンから係脱するための機構などを必要とするため、構造が複雑となり、ひいては車体重量が大幅に増大してしまうといった問題があった。 However, in the above bicycle, although the crank mechanism has been eliminated, four sprockets arranged on the left and right of the vehicle body by a linear motion from the top to the bottom, two chains, a rope connecting the left and right pedals, Since a mechanism for engaging and disengaging the pedal from the chain is required, there is a problem that the structure is complicated and the weight of the vehicle body is greatly increased.
本発明は、かかる問題点を解消することを目的として工夫されたもので、人力手段(ペダル装置)の上下方向への往復運動を回転運動に変換することにより、入力手段に負荷される駆動力(踏み込み力)を効率よく回転運動のエネルギに変換するようにしたクランク装置、それを備えた乗り物、乗り物用クランクペダル装置、及び乗り物を提供することを目的(課題)とするものである。 The present invention has been devised for the purpose of solving such problems, and the driving force applied to the input means by converting the reciprocating motion of the human power means (pedal device) in the vertical direction into rotational motion. It is an object (problem) to provide a crank device that efficiently converts (stepping force) into energy of rotational motion, a vehicle including the crank device, a vehicle crank pedal device, and a vehicle.
本発明は、上記問題を解決するために工夫されたものであり、次のような手段を講ずることとした。
すなわち、請求項1記載の発明においては、固定部材に軸受け部を介して回転自在に設けられたクランク軸、このクランク軸両側に屈曲して伸びる各クランク腕、これらのクランク腕に回転自在に設けられて内転する一対の内転歯車、上記固定部材側に設けられ、上記各内転歯車を遊星歯車的に自転しながら転動(公転)せしめるように噛合させる一対の固定歯車、これらの固定歯車側に設けられた一対のガイド手段、これらのガイド手段に案内されて上死点と下死点との間を往復運動するように設けた駆動力を入力するための一対の入力部材、これら入力部材と上記各内転歯車との間に介装され、上記内転歯車が上死点またはその近傍にあるとき、上記入力部材に加えられた駆動力が、上記各内転歯車に伝達されて上記各クランク腕を回転させる一対の駆動力伝達手段、および上記クランク軸に設けられ、上記駆動力を外部へ取り出す駆動力取り出し手段を具備したことを特徴とする。
なお、本発明においては、歯車とは噛み合わせ接触により動力を伝達する機能を有する部材の意味で使用するものとし、スプロケット、歯付きベルト等の部材を含むものとする。
The present invention has been devised to solve the above problems, and the following measures have been taken.
That is, in the first aspect of the present invention, the crankshaft that is rotatably provided on the fixed member via the bearing portion, the crank arms that bend and extend on both sides of the crankshaft, and the crank arms that are rotatably provided. A pair of internal gears that rotate inward, a pair of fixed gears that are provided on the fixed member side, and mesh with each other so that each internal gear is rotated (revolved) while rotating as a planetary gear. A pair of guide means provided on the gear side, a pair of input members for inputting a driving force guided by these guide means so as to reciprocate between the top dead center and the bottom dead center; and A driving force applied to the input member is transmitted to each of the internal gears when the internal gear is interposed between the input member and each of the internal gears and is at or near top dead center. Rotate the above crank arms. That a pair of driving force transmitting means, and provided on the crankshaft, characterized by comprising a driving force extraction means for extracting the driving force to the outside.
In the present invention, a gear means a member having a function of transmitting power by meshing contact, and includes a member such as a sprocket and a toothed belt.
このような構成を採ることにより、本発明においては、一方の入力部材に上から下方向への押さえ込む(踏み込む)駆動力を作用(負荷)させると、その入力部材はガイド手段に案内されて移動する。すなわち、一方側にある入力部材が上死点またはその近傍にあるとき、他方側にある入力部材は下死点またはその近傍にある。そして、一方側にある入力部材が上死点またはその近傍にあるときに、一方側の入力部材に駆動力を作用させると、その駆動力は駆動力伝達手段を介して内転歯車に伝達される。これにより、一方側にある入力部材は、上死点またはその近傍から下死点またはその近傍に向かって移動する。 By adopting such a configuration, in the present invention, when a driving force that presses down (steps on) one input member from below is applied (loaded), the input member moves while being guided by the guide means. To do. That is, when the input member on one side is at or near the top dead center, the input member on the other side is at or near the bottom dead center. When the input member on one side is at or near top dead center and a driving force is applied to the input member on one side, the driving force is transmitted to the internal gear through the driving force transmitting means. The As a result, the input member on one side moves from the top dead center or the vicinity thereof to the bottom dead center or the vicinity thereof.
なお、他方側の入力部材は、他方側に設けられた駆動力伝達手段を介して下死点またはその近傍から上死点またはその近傍に向かって移動する。つまり、一方側の入力部材に駆動力を作用させると、入力部材はガイド手段に案内されながら移動する。このとき、これに応じて上死点またはその近傍にある内転歯車には、駆動力伝達手段を介して駆動力による回転モーメントが生じて内転する。 The input member on the other side moves from the bottom dead center or the vicinity thereof to the top dead center or the vicinity thereof via the driving force transmission means provided on the other side. That is, when a driving force is applied to the input member on one side, the input member moves while being guided by the guide means. At this time, an internal rotation gear at or near the top dead center is caused to generate a rotational moment due to the driving force via the driving force transmitting means, and is rotated inward.
これにより、内転歯車は、固定歯車に噛合しながらクランク軸心を中心にして遊星歯車的に転がり運動(公転運動)をし、かつ、内転歯車自身もクランク腕を中心として自転する。内転歯車は、自転しながら公転することで、入力部材の直線的なあるいは曲線的な往復運動が、クランク腕に回転円運動として変換される。このように、一対の入力部材に交互に直線的あるいは曲線的な往復運動を与えることにより、その回転運動による駆動力は、クランク軸に設けられた駆動力取り出し手段から外部に取り出される。このため、入力部材に加えられた駆動力は、内転歯車が上死点またはその近傍にあるときでも、内転歯車に作用する回転モーメントにより、上死点またはその近傍で内転歯車、すなわち入力部材が思案することなくガイド手段に沿って運動することができ、円滑、且つ、効率的に回転運動に変換され、エネルギ損失を抑制できるクランク装置を得ることができるようになる。 As a result, the internal gear rotates in a planetary gear manner (revolution motion) around the crankshaft while meshing with the fixed gear, and the internal gear itself also rotates around the crank arm. The internal rotation gear revolves while rotating, so that the linear or curvilinear reciprocating motion of the input member is converted to a crank arm as a rotational circular motion. In this way, by alternately applying linear or curved reciprocating motion to the pair of input members, the driving force by the rotational motion is taken out from the driving force take-out means provided on the crankshaft. For this reason, even when the internal gear is at or near the top dead center, the driving force applied to the input member is the internal gear at or near the top dead center due to the rotational moment acting on the internal gear. The input member can be moved along the guide means without thinking, and a crank device can be obtained that can be smoothly and efficiently converted into a rotational motion and suppress energy loss.
また、駆動力取り出し手段を、例えば、スプロケットとそれに係合するチェーンや、プーリィとそれに係合するベルトといった巻き掛けリンク機構でなく、ベベルギヤとドライブシャフトでなるシャフト駆動方式によるシステムで形成することも可能であり、そうした場合には、巻き掛けリンク機構の遊びやたるみが発生しないので、ペダルに加えられた回転力を無駄にすることなく効率よく後輪に伝達することができ、ひいてはエネルギ伝達効率を向上できるようになる。 In addition, the driving force extraction means may be formed by a shaft drive system including a bevel gear and a drive shaft, instead of a winding link mechanism such as a sprocket and a chain engaged therewith, or a pulley and a belt engaged therewith. In such a case, there is no play or slack in the winding link mechanism, so that the rotational force applied to the pedal can be efficiently transmitted to the rear wheel without wasting it, and as a result, energy transmission efficiency Can be improved.
次に、請求項2記載の発明について説明する。本発明の構成も、その基本的な点は、上記請求項1記載のものと同じであるが、その特徴とするところは、上記構成に加えて、請求項2記載の発明は、上記各内転歯車と上記各固定歯車との歯数比を、上記内転歯車が上記固定歯車を転動して1周するときに1回転する関係をなすように形成されたことを特徴とする。
Next, the invention described in
このような構成を採ることにより、本発明のものにおいては、上記請求項1記載のものに加えて、更に、次のような作用を呈することとなる。すなわち、一方の内転歯車と、他方の内転歯車とは、側面から視た状態で、常時互いに固定歯車の中心点あるいはその近傍において外接する関係位置にくるようにレイアウトされている。このため、各内転歯車は固定歯車に対して一回転だけ自転すると、固定歯車の内側を一回転して公転することが可能となり、その結果、入力部材の上下中心軸線に沿った方向への往復運動を円滑に実現でき、これにより、入力部材に加えられる駆動力を、より効率的に回転運動に変換することが可能となるものである。 By adopting such a configuration, the present invention has the following effects in addition to the above-described aspect of the present invention. That is, one internal gear and the other internal gear are laid out so that they are always circumscribed at the center point of the fixed gear or in the vicinity thereof when viewed from the side. For this reason, when each internal rotation gear rotates by one rotation with respect to the fixed gear, it becomes possible to revolve by rotating once inside the fixed gear, and as a result, in the direction along the vertical center axis of the input member. The reciprocating motion can be realized smoothly, whereby the driving force applied to the input member can be more efficiently converted to the rotational motion.
また、請求項3記載の発明は、請求項1または2記載のクランク装置に係り、上記各駆動力伝達手段は、上記各入力部材側に設けられた各接触部材と、これらの接触部材に接触され上記各内転歯車側に設けられた各カム様接触部材とでなる、接触による駆動力伝達機構により形成したことを特徴とする。
Further, the invention according to
この請求項3記載の発明では、入力部材に駆動力が作用すると、接触部材がガイド手段に沿って運動する方向から偏倚(オフセット)した位置でカム様接触部材に接触して上から押圧することで、内転歯車に回転モーメントを生じさせる。これにより、一方側の内転歯車が上死点またはその近傍(他方側の内転歯車はその下死点またはその近傍にある)から、下死点またはその近傍(他方側の内転歯車は、その上死点またはその近傍)に向かって転動することができる。こうして、接触による駆動力伝達機構という簡単な構造によって、内転歯車に入力部材からの駆動力を伝達することができるようになる。
In the invention described in
また、請求項4記載の発明は、請求項3記載のクランク装置に係り、上記各ガイド手段に案内されて上記上死点またはその近傍と、上記下死点または下死点近傍との間を往復運動する各入力部材は、上記各固定歯車の軸心またはその近傍を通る上下死点を通る軸線に沿って往復運動し、且つ、上記各内転歯車が、上記上死点またはその近傍にあるときに、上記接触による駆動力伝達機構の接触部材とカム様接触部材との接触部位を、上記上下死点を通る軸線から偏倚した位置に設定されるようにしたことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the crank device according to the third aspect of the present invention, guided between the top dead center or the vicinity thereof and the bottom dead center or the vicinity of the bottom dead center. Each reciprocating input member reciprocates along an axis passing through the top and bottom dead center passing through the shaft center of each fixed gear or the vicinity thereof, and each inner gear is moved to the top dead center or the vicinity thereof. In some cases, the contact portion between the contact member of the driving force transmission mechanism by the contact and the cam-like contact member is set at a position deviated from an axis passing through the top and bottom dead centers.
この請求項4記載の発明では、入力部材は、ガイド手段に案内されて往復運動するとき、各内転歯車が上死点またはその近傍にあるときに固定歯車の軸心またはその近傍を通る上下死点を通る軸線に沿って往復運動する。接触部材とカム様接触部材との接触部位が上下死点を通る軸線から偏倚した位置に設定されているため、入力部材側に加えられた駆動力は、接触部材により内転歯車側の、カム様接触部材が上方から押圧されることで、内転歯車に回転モーメントが働く。このため、内転歯車は固定歯車に噛合しながら転動されていき、クランク軸が回転し、回転力が駆動力取り出し手段から出力され、入力部材の往復運動を効率よく回転運動に変換することができるようになる。
In the invention according to
また、請求項5記載の発明は、請求項3または4記載のクランク装置に係り、上記接触による駆動力伝達機構の各接触部材に、上方への移動量を規定する上方移動量規制手段を設けたことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the crank device according to the third or fourth aspect of the present invention, an upward movement amount regulating means for regulating an upward movement amount is provided on each contact member of the driving force transmission mechanism by the contact. It is characterized by that.
この請求項5記載の発明では、入力部材はガイド手段に対して、接触による駆動力伝達機構により形成された駆動力伝達手段を介してリンクされてはいるものの、接触による駆動力伝達機構を形成する入力部材側の接触部材と、内転歯車側のカム様接触部材とは互いに接触するだけであり、両者が相反する方向に離反することが可能な構成である。このため、入力部材がガイド手段に沿って往復運動をしている最中において、不意に入力部材に衝撃力が作用したとしても、接触部材側に上方への移動量を規定する移動量規制手段が設けられているため、その上方移動量規制手段にカム様接触部材が係合することで、所定値以上に上方移動するのを阻止し、入力部材がガイド手段から離脱したりすることを防止することが可能となるものである。 In the invention according to claim 5, although the input member is linked to the guide means via the driving force transmission means formed by the contact driving force transmission mechanism, the input member forms the driving force transmission mechanism by contact. The contact member on the input member side and the cam-like contact member on the internal gear side are only in contact with each other, and can be separated in the opposite directions. For this reason, even when an impact force is applied to the input member unexpectedly while the input member is reciprocating along the guide means, the movement amount regulating means for regulating the upward movement amount on the contact member side. Since the cam-like contact member is engaged with the upward movement amount regulating means, the upward movement beyond a predetermined value is prevented and the input member is prevented from being detached from the guide means. It is possible to do.
また、請求項6記載の発明は、請求項3または4記載のクランク装置に係り、上記一方の入力部材側と、他方の入力部材側とを、索部材を介して連結し、上記一、他両方の入力が上記索部材を介して運携して往復運動するようにしたことを特徴とする。
The invention according to
この請求項6記載の発明では、一方の入力部材側と他方の入力部材側とが、例えば、チェーン、ワイヤ等の索部材を介して連結されており、且つ、この索部材をスプリング等のぱね部材により弛まないように緊張させておくことで、各入力部材が往復運動を行うときに、互いに連携しながら運動するため、不意にいずれかの入力部材に衝撃的な外力が作用するようなことがあっても、入力部材が余分な運動をするのを阻止することができるようになる。
In the invention described in
また、請求項7記載の発明は、請求項1乃至6のいずれか一項に記載のクランク装置に係り、上記内転歯車は、スプロケット形態で形成され、上記固定歯車は、チェーン形態で形成されたことを特徴とする。 A seventh aspect of the present invention relates to the crank device according to any one of the first to sixth aspects, wherein the internal gear is formed in a sprocket shape, and the fixed gear is formed in a chain shape. It is characterized by that.
この請求項7記載の発明では、固定歯車と内転歯車との噛み合い装置として、固定歯車60は、例えば、一対のリング板状基部の間に、複数のピン部材を間隔をあけて配置して設けたりする実質的にチェーン機能を有する形態に形成する。この固定歯車の内側を噛み合って回る内転歯車を、スプロケットの形態に形成しているので、チェーンとスプロケットとの噛み合いにより噛み合い装置が構成されることとなり、ペダルの踏み込み力を円滑に伝達することが可能となる。そして、この場合、噛み合い装置を、チェーン・アンド・スプロケットの噛み合い形態で形成しているため、走行中に砂利等がチェーン・スプロケットの噛み合い部に噛み込むのを防止する効果がある。また、内転歯車あるいは固定歯車をコスト安価に形成でき、且つ、重量低減を図ったクランク装置、乗り物等を得ることができるようになる。
According to the seventh aspect of the present invention, as the meshing device between the fixed gear and the internal rotation gear, the fixed
また、請求項8記載の発明は、請求項1乃至6のいずれか一項に記載のクランク装置に係り、上記内転歯車は、チェーン形態で形成され、上記固定歯車は、スプロケット形態で形成されたことを特徴とする。
The invention according to claim 8 relates to the crank device according to any one of
この請求項8記載の発明では、固定歯車としては、スプロケット歯を有するスプロケット形態の固定歯車に形成し、この固定歯車の内側を回る内転歯車として、スプロケット歯に噛み合うピン状の歯を間隔をあけて設けたチェーン形態の内転歯車に形成しているので、噛み合い装置を、チェーン・アンド・スプロケットの噛み合い形態で形成しているため、走行中に砂利等がチェーン・スプロケットの噛み合い部に噛み込むのを防止する効果がある。また、内転歯車あるいは固定歯車をコスト安価に形成でき、且つ、重量低減を図ったクランク装置、乗り物等を得ることができるようになる。 In the eighth aspect of the present invention, the fixed gear is formed as a sprocket-shaped fixed gear having sprocket teeth, and the pin-shaped teeth meshing with the sprocket teeth are spaced apart as an internal rotation gear rotating inside the fixed gear. Since it is formed in a chain-type internal gear that is open, the meshing device is formed in the chain-and-sprocket meshing form, so gravel etc. meshes with the chain-sprocket meshing part during traveling. There is an effect to prevent it. In addition, the internal gear or the fixed gear can be formed at a low cost, and a crank device, a vehicle, and the like with reduced weight can be obtained.
また、請求項9記載の発明は、請求項1乃至6のいずれか一項に記載のクランク装置に係り、上記固定歯車は、歯付きベルトで形成されたことを特徴とする。 A ninth aspect of the present invention relates to the crank device according to any one of the first to sixth aspects, wherein the fixed gear is formed of a toothed belt.
また、請求項9記載の発明では、さらに別の噛み合い装置として、内転歯車の各歯の外周に、例えば、V字状のプーリ溝を削り、固定歯車側には、内転歯車の各歯に噛み合う歯を有してプーリ溝に噛み合うように、歯付きベルトを設げ、この歯付きベルトに、内転歯車が噛み合うので、振動を抑制した噛み合い装置(機構)を得ることができるようになる。また、内転歯車側に歯付きベルトを固定的に設けた場合にも、同じように振動を抑制した噛み合い装置(機構)を得ることができるようになる。 According to the ninth aspect of the invention, as yet another meshing device, for example, a V-shaped pulley groove is cut on the outer circumference of each tooth of the internal gear, and each tooth of the internal gear is arranged on the fixed gear side. A toothed belt is provided so as to engage with the pulley groove and the internal rotation gear meshes with the toothed belt so that a meshing device (mechanism) that suppresses vibration can be obtained. Become. In addition, even when a toothed belt is fixedly provided on the inner gear side, an engagement device (mechanism) in which vibration is similarly suppressed can be obtained.
また、請求項10記載の発明は、請求項1乃至9のいずれか一項に記載のクランク装置を備えたことを特徴とする乗り物である。 A tenth aspect of the present invention is a vehicle comprising the crank device according to any one of the first to ninth aspects.
この請求項10の発明では、クランク装置を二輪車型自転車、三輪車型自転車、人力飛行機、水上用の人力による足こぎ式ボート等の乗り物にも応用できて有益である。
In the invention of
また、請求項11記載の発明の1つは、乗り物用クランクペダル装置であって、乗り物本体に軸受け部を介して回転自在に設けられたクランク軸、このクランク軸両側に屈曲して伸びる各クランク腕、これらのクランク腕に回転自在に設けられて内転する一対の内転歯車、上記乗り物本体側に設けられ、上記各内転歯車を遊星歯車的に自転しながら転動(公転)せしめるように噛合させる一対の固定歯車、これらの固定歯車側に設けられた一対のガイド手段、これらのガイド手段に案内されて上死点と下死点との間を往復運動するように設けた駆動力を入力するための一対のペダル装置、これらベダル装置と上記各内転歯車との間に介装され、上記内転歯車が上死点またはその近傍にあるとき、上記ペダル装置に加えられた駆動力が、上記各内転歯車に回転モーメントが生じるように伝達されて上記各クランク腕を回転させる一対の駆動力伝達手段、および上記クランク軸に設けられ、上記駆動力を外部へ取り出す駆動力取り出し手段を具備したことを特徴とする。 An eleventh aspect of the present invention is a crank pedal device for a vehicle, wherein the crank body is rotatably provided on the vehicle body via a bearing portion, and each crank is bent and extended on both sides of the crank shaft. Arms, a pair of inwardly rotating gears rotatably provided on these crank arms, provided on the vehicle body side, so that each of the inwardly rotating gears rolls (revolves) while rotating as a planetary gear. A pair of fixed gears to be engaged with each other, a pair of guide means provided on the side of these fixed gears, a driving force provided to reciprocate between the top dead center and the bottom dead center guided by these guide means A pair of pedal devices for inputting the drive, a drive applied to the pedal device when the inner gear is located at or near top dead center and interposed between the pedal device and each of the inner gears. The power is within each of the above A pair of driving force transmission means for rotating the crank arms by being transmitted so that a rotational moment is generated in the gears, and a driving force extracting means provided on the crankshaft for extracting the driving force to the outside are provided. And
この発明に係る乗り物用クランクペダル装置では、請求項1記載の発明に係るクランク装置を、例えば、二輪車型自転車や三輪車型自転車等の自転車、水上足こぎボート、人力飛行機等といった乗り物用のクランク装置に採用されたものであって、次のような作用を呈することとなる。すなわち、例えば、自転車の入力部材としてのペダル装置に駆動力である踏み込み力を作用させると、ペダル装置はガイド手段に案内されて移動(往復運動)する。このとき、ペダル装置に負荷された踏み込み力は駆動力伝達手段を介して、上下中心軸線から偏倚した位置において、内転歯車に伝えられ、これにより内転歯車に回転モーメントが生じる。 In the crank pedal device for a vehicle according to the present invention, the crank device according to the first aspect of the invention is replaced with a crank device for a vehicle such as a bicycle such as a two-wheeled bicycle or a three-wheeled bicycle, a water-powered rowing boat, a human-powered airplane, or the like. The following actions are taken. That is, for example, when a stepping force as a driving force is applied to a pedal device as an input member of a bicycle, the pedal device moves (reciprocates) while being guided by guide means. At this time, the stepping force applied to the pedal device is transmitted to the internal gear through a driving force transmission means at a position deviated from the vertical center axis, thereby generating a rotational moment in the internal gear.
このため、内転歯車は、固定歯車に噛合しながらクランク軸心を中心にして遊星歯車的に転がり運動(公転)をし、かつ、自身もクランク腕を中心として自転する。内転歯章が固定歯車の内側を自転しながら公転することで、ペダル装置の直線運動または直線的運動が、クランク腕を回転させる回転運動に変換され、その回転運動による回転力は、クランク軸に設けられた、例えばスプロケット等で形成された駆動力取り出し手段からチェ一ンといった外部部材に取り出される(伝達される)。したがって、ペダル装置に加えられた下方向への踏み込み力は、内転歯車が上死点にあるときでも、内転歯車に回転モーメントが作用するようにしているため、上死点でペダル装置が思案することがなく、直ちに、且つ、円滑に回転運動に変換され、エネルギ変換効率に優れたクランク装置を得ることができるようになる。 For this reason, the internal rotation gear rotates (revolves) like a planetary gear around the crankshaft while meshing with the fixed gear, and itself rotates around the crank arm. As the addendum revolves around the inside of the fixed gear and revolves, the linear motion or linear motion of the pedal device is converted into a rotational motion that rotates the crank arm. Is taken out (transmitted) to an external member such as a chain from a driving force take-out means formed by, for example, a sprocket. Therefore, the downward stepping force applied to the pedal device is such that the rotational moment acts on the internal rotation gear even when the internal rotation gear is at top dead center. Without thinking, it is possible to obtain a crank device that is immediately and smoothly converted into a rotational motion and is excellent in energy conversion efficiency.
なお、駆動力取り出し手段を、例えば、チェーンやベルトといった巻き掛けリンク機構のスプロケットやプーリィでなく、べベルギヤとドライブシャフトでなる歯車機構を使用したシャフト駆動方式でなるシステムにも応用できる。その場合には、巻き掛けリンク機構を使用していないため、遊びやたるみが発生しないので、ペダル装置に加えられた踏み込み力を無駄にすることなく効率よ<後輪に伝達することができ、ひいてはエネルギ伝達効率を一層向上できるようになる。 Note that the driving force extracting means can be applied to a shaft driving system using a gear mechanism including a bevel gear and a drive shaft, instead of a sprocket or pulley of a winding link mechanism such as a chain or a belt. In that case, since the winding link mechanism is not used, play and sagging do not occur, so the stepping force applied to the pedal device can be efficiently transmitted to the rear wheel without wasting it, As a result, energy transmission efficiency can be further improved.
また、請求項11記載の発明の別の1つの発明は、乗り物用クランクペダル装置に係り、上記各内転歯車と上記各固定歯車との歯数比を、上記内転歯車が上記固定歯車を転動して1周するときに1回転する関係をなすように形成されたことを特徴とする。
Another aspect of the invention according to
この発明では、更に、次のような作用を呈することとなる。すなわち、一方の内転歯車と、他方の内転歯車とは、側面から視た状態で、常時互いに固定歯車の中心点あるいはその近傍において外接する関係にレイアウトされている。このため、各内転歯車は固定歯車に対して一回転だけ自転すると、固定歯車の内側を一回転して公転することが可能となり、その結果、ペダル装置の上下中心軸線に沿った方向への往復運動を円滑に実現でき、これにより、ペダル装置に加えられる駆動力を、より効率的に回転運動に変換することが可能となるものである。 In the present invention, the following effects are further exhibited. That is, one internal gear and the other internal gear are laid out so as to circumscribe each other at the central point of the fixed gear or in the vicinity thereof, as viewed from the side. For this reason, when each internal rotation gear rotates by one rotation with respect to the fixed gear, it becomes possible to revolve by rotating once inside the fixed gear, and as a result, in the direction along the vertical center axis of the pedal device. The reciprocating motion can be smoothly realized, whereby the driving force applied to the pedal device can be more efficiently converted into the rotational motion.
また、請求項11記載の発明の別の1つの発明は、乗り物用クランクペダル装置に係り、上記各駆動力伝達手段が、上記各ペダル装置側に設けられた各接触部材と、これらの接触部材に接触され上記各内転歯車に設けられた各カム様接触部材とでなる、接触による駆動力伝達機構により形成したことを特徴とする。
Another aspect of the invention according to
この発明では、各内転歯車が上死点またはその近傍にあるときにペダル装置に駆動力が作用すると、接触部材は、ペダル装置がガイド手段に沿って運動する方向から偏倚(オフセット)した位置でカム様接触部材に接触して上から押圧することで、内転歯車に回転モーメントを生じさせる。これにより、一方側の内転歯車が上死点またはその近傍(他方側の内転歯車はその下死点またはその近傍にある)から、下死点またはその近傍(他方側の内転歯車は、その上死点またはその近傍)に向かって転動することができる。こうして、接触による駆動力伝達機構という簡単な構造によって、内転歯車に入力部材からの駆動力を伝達することができるようになる。 In this invention, when a driving force is applied to the pedal device when each internal gear is at or near top dead center , the contact member is displaced (offset) from the direction in which the pedal device moves along the guide means. In this way, the cam-like contact member is contacted and pressed from above, thereby generating a rotational moment in the internal gear. As a result, the internal gear on one side is at or near its top dead center (the internal gear on the other side is at or near its bottom dead center), and the bottom dead center or its vicinity (the internal gear on the other side is , Its top dead center or its vicinity). In this way, the driving force from the input member can be transmitted to the internal gear by a simple structure called a driving force transmission mechanism by contact.
また、請求項11記載の発明の別の1つの発明は、乗り物用クランクペダル装置に係り、上記各ガイド手段に案内されて上記上死点またはその近傍と、上記下死点または下死点近傍との間を往復運動する各ペダル装置は、上記各固定歯車の軸心またはその近傍を通る上下死点を通る軸線に沿って往復運動し、且つ、上記各内転歯車が、上記上死点またはその近傍にあるときに、上記接触による駆動力伝達機構の接触部材とカム様接触部材との接触部位を、上記上下死点を通る軸線から偏倚した位置に設定されるようにしたことを特徴とする。
Another aspect of the invention according to
この発明では、ペダル部材は、ガイド手段に案内されて往復運動するとき、固定歯車の軸心またはその近傍を通る上下死点を通る軸線に沿って往復運動する。各内転歯車が上死点またはその近傍にあるときに接触部材とカム様接触部材との接触部位が上下死点を通る軸線から偏倚した位置に設定されているため、ペダル装置側に加えられた駆動力は、接触部材により内転歯車側の、カム様接触部材が上方から押圧されることで、内転歯車に回転モーメントが働<。このため、内転歯車は上死点またはその近傍で思案することがなく、固定歯車に噛合しながら転動されていき、クランク軸が回転し、回転力が駆動力取り出し手段から出力され、入力部材の往復運動を効率よ<回転運動に変換することができるようになる。 In this invention, when the pedal member reciprocates while being guided by the guide means, the pedal member reciprocates along an axis passing through the top and bottom dead center passing through the axial center of the fixed gear or the vicinity thereof. Since the contact portion between the contact member and the cam-like contact member is set at a position deviated from the axis passing through the top and bottom dead centers when each internal gear is at or near top dead center, it is added to the pedal device side. The driving force is such that the cam-like contact member on the inner rotation gear side is pressed from above by the contact member, so that a rotational moment acts on the inner rotation gear. For this reason, the internal rotation gear is not conceived at or near the top dead center, and is rotated while meshing with the fixed gear, the crankshaft rotates, and the rotational force is output from the driving force extraction means. The reciprocating motion of the member can be converted into <rotational motion with efficiency.
また、請求項11記載の発明の別の1つの発明は、乗り物用クランクペダル装置に係り、上記接触による駆動力伝達機構の各接触部材に、上方への移動量を規定する上方移動量規制手段を設けたことを特徴とする。
Another aspect of the invention according to
この発明では、ペダル装置はガイド手段に対して、接触による駆動力伝達機構により形成された駆動力伝達手段を介してリンクされてはいるものの、接触による駆動力伝達機構を形成するペダル装置側の接触部材と、内転歯車側のカム様接触部材とは互いに接触するだけであり、両者が相反する方向に離反することが可能な構成である。このため、ペダル装置がガイド手段に沿って往復運動をしている最中において、不意にペダル装置に衝撃力が作用したとしても、接触部材側に上方への移動量を規定する移動量規制手段が設けられているため、その上方移動量規制手段にカム様接触部材が係合することで、所定値以上に上方移動するのを阻止し、ペダル装置がガイド手段から離脱したりすることを防止することが可能となるものである。 In this invention, although the pedal device is linked to the guide means via the driving force transmission means formed by the contact driving force transmission mechanism, the pedal device on the side of the pedal device forming the contact driving force transmission mechanism is provided. The contact member and the cam-like contact member on the side of the internal gear only contact each other, and are configured to be able to be separated in directions opposite to each other. For this reason, even when an impact force is unexpectedly applied to the pedal device while the pedal device is reciprocating along the guide means, the movement amount regulating means for regulating the upward movement amount on the contact member side. Since the cam-like contact member is engaged with the upward movement amount regulating means, the upward movement beyond a predetermined value is prevented and the pedal device is prevented from being detached from the guide means. It is possible to do.
また、請求項11記載の発明の別の1つの発明は、乗り物用クランクペダル装置に係り、上記一方のペダル部材側と、他方のペダル部材側とを、索部材を介して連結し、上記一、他両方のペダル装置が上記索部材を介して連携して往復運動するようにしたことを特徴とする。
Another aspect of the invention according to
この発明では、一方のペダル装置側と他方のペダル装置側とが、例えば、チェーン、ワイヤ等の索部材を介して運結され、且つ、この索部材をスプリング等のばね部材により弛まないように緊張させておくことで、各ペダル装置が往復運動を行うときに、連携しながら運動するため、不意にいずれかのペダル装置に衝撃的な外力が作用するようなことがあっても、ペダル装置が余分な運動をするのを阻止することができるようになる。 In this invention, one pedal device side and the other pedal device side are connected via a rope member such as a chain or a wire, and the rope member is not loosened by a spring member such as a spring. When the pedal devices reciprocate, the pedal devices move in coordination with each other, so even if an unexpected external force acts on any of the pedal devices, Can be prevented from doing extra exercise.
また、請求項11記載の発明の別の1つの発明は、乗り物用クランクペダル装置に係り、上記内転歯車は、スプロケット形態で形成され、上記固定歯車は、チェーン形態で形成されたことを特徴とする。
Another aspect of the invention according to
また、請求項12記載の発明は、乗り物であって、上記請求項11に記載した乗り物用クランクペダル装置を備えたことを特徴とする。 According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a vehicle, comprising the vehicle crank pedal device according to the eleventh aspect.
この請求項12記載の発明では、クランクペダル装置を二輪車型自転車、三輪車型自転車、人力飛行機、水上用の人力による足こぎ式ボート等の乗リ物にも応用できて有益である。
In the invention according to
次に、請求項13記載の発明について説明する。この請求項13記載の発明が、請求項1記載の発明と構成上異なる点は、請求項1記載の発明では、クランク腕、内転歯車、固定歯車、駆動力伝達手段、ガイド手段及び入力部材をクランク軸の両側に設けた構成にしたが、請求項13記載の発明ではクランク軸の片側に設けた構成において異なるものであり、その他の構成は共通するものである。
Next, an invention according to claim 13 will be described. The invention according to
また、請求項14記載の発明は、請求項13項記載のクランク装置に係り、上記駆動力伝達手段は、上記各入力部材側に設けられた各接触部材と、これらの接触部材に接触され上記各内転歯車側に設けられた各カム様接触部材とでなる、接触による駆動力伝達機構により形成したことを特徴とする。
The invention according to claim 14 relates to the crank device according to
この請求項14記載の発明では、各内転歯車が上死点またはその近傍にあるときに入力部材に駆動力が作用すると、接触部材がガイド手段に沿って運動する方向から偏倚(オフセット)した位置でカム様接触部材に接触して上から押圧することで、内転歯車に回転モーメントを生じさせる。これにより、一方側の内転歯車が上死点またはその近傍(他方側の内転歯車はその下死点またはその近傍にある)から、下死点またはその近傍(他方側の内転歯車は、その上死点またはその近傍)に向かって転動することができる。こうして、接触による駆動力伝達機構という簡単な構造によって、内転歯車に入力部材からの駆動力を伝達することができるようになる。 In the invention according to claim 14, when the driving force is applied to the input member when each internal gear is located at or near the top dead center , the contact member is deviated (offset) from the direction of movement along the guide means. A rotational moment is generated in the internal rotation gear by contacting the cam-like contact member at the position and pressing from above. As a result, the internal gear on one side is at or near its top dead center (the internal gear on the other side is at or near its bottom dead center), and the bottom dead center or its vicinity (the internal gear on the other side is , Its top dead center or its vicinity). In this way, the driving force from the input member can be transmitted to the internal gear by a simple structure called a driving force transmission mechanism by contact.
次に、請求項15記載の発明について説明する。この請求項14記載の発明が、請求項11記載の発明と構成上異なる点は、請求項11記載の発明では、クランク軸の両側にクランク腕、内転歯車、固定歯車、駆動力伝達手段、ガイド手段及び入力部材を設けた構成にしたが、請求項14記載の発明ではクランク軸の片側に設けた構成において異なるものであり、その他の構成は共通するものである。
Next, an invention according to claim 15 will be described. The invention according to claim 14 differs from the invention according to
次に、請求項16記載の発明について説明する。この請求項16記載の発明では、各内転歯車が上死点またはその近傍にあるときに入力部材に駆動力が作用すると、接触部材がガイド手段に沿って運動する方向から偏倚(オフセット)した位置でカム様接触部材に接触して上から押圧することで、内転歯車に回転モーメントを生じさせる。これにより、一方側の内転歯車が上死点またはその近傍(他方側の内転歯車はその下死点またはその近傍にある)から、下死点またはその近傍(他方側の内転歯車は、その上死点またはその近傍)に向かって転動することができる。こうして、接触による駆動力伝達機構という簡単な構造によって、内転歯車に入力部材からの駆動力を伝達することができるようになる。 Next, an invention according to claim 16 will be explained. In the invention described in claim 16, when the driving force is applied to the input member when each internal gear is at or near the top dead center , the contact member is displaced (offset) from the direction of movement along the guide means. A rotational moment is generated in the internal rotation gear by contacting the cam-like contact member at the position and pressing from above. As a result, the internal gear on one side is at or near its top dead center (the internal gear on the other side is at or near its bottom dead center), and the bottom dead center or its vicinity (the internal gear on the other side is , Its top dead center or its vicinity). In this way, the driving force from the input member can be transmitted to the internal gear by a simple structure called a driving force transmission mechanism by contact.
以上により、請求項1記載の発明によれば、内転歯車は、固定歯車に噛合しながらクランク軸心を中心にして遊星歯車的に転がり運動(公転運動)をし、かつ、内転歯車自身もクランク腕を中心として自転する。内転歯車は、自転しながら公転することで、入力部材の直線的なあるいは曲線的な往復運動が、クランク腕に回転円運動として変換される。このように、一対の入力部材を交互に直線的あるいは曲線的な往復運動を与えることにより、その回転運動による駆動力は、クランク軸に設けられた駆動力取り出し手段から外部に取り出される。このため、入力部材に加えられた駆動力は、内転歯車が上死点またはその近傍にあるときでも、内転歯車に作用する回転モーメントにより、上死点またはその近傍で内転歯車、すなわち入力部材が思案することなくガイド手段に沿って運動することができ、円滑、且つ、効率的に回転運動に変換され、エネルギ損失を抑制できるクランク装置を得ることができる効果を奏する。 As described above, according to the first aspect of the present invention, the internal rotation gear rotates like a planetary gear (revolution movement) around the crankshaft while meshing with the fixed gear, and the internal rotation gear itself. Also rotates around the crank arm. The internal rotation gear revolves while rotating, so that the linear or curvilinear reciprocating motion of the input member is converted to a crank arm as a rotational circular motion. In this way, by applying a linear or curved reciprocating motion alternately to the pair of input members, the driving force due to the rotational motion is taken out from the driving force take-out means provided on the crankshaft. For this reason, even when the internal gear is at or near the top dead center, the driving force applied to the input member is the internal gear at or near the top dead center due to the rotational moment acting on the internal gear. The input member can move along the guide means without thinking, and it is possible to obtain a crank device that can be smoothly and efficiently converted into a rotational motion and suppress energy loss.
また、駆動力取り出し手段を、例えば、スプロケットとそれに係合するチェーンや、プーリィとそれに係合するベルトといった巻き掛けリンク機構でなく、ベベルギヤとドライブシャフトでなるシャフト駆動方式によるシステムで形成することも可能であり、そうした場合には、巻き掛けリンク機構の遊びやたるみが発生しないので、ペダルに加えられた回転力を無駄にすることなく効率よく後輪に伝達することができ、ひいてはエネルギ伝達効率を向上できる効果も奏する。 In addition, the driving force extraction means may be formed by a shaft drive system including a bevel gear and a drive shaft, instead of a winding link mechanism such as a sprocket and a chain engaged therewith, or a pulley and a belt engaged therewith. In such a case, there is no play or slack in the winding link mechanism, so that the rotational force applied to the pedal can be efficiently transmitted to the rear wheel without wasting it, and as a result, energy transmission efficiency The effect which can improve is also produced.
また、請求項2記載の発明によれば、一方の内転歯車と、他方の内転歯車とは、側面から視た状態で、常時互いに固定歯車の中心点あるいはその近傍において外接する関係位置にくるようにレイアウトされている。このため、各内転歯車は固定歯車に対して一回転だけ自転すると、固定歯車の内側を一回転して公転することが可能となり、その結果、入力部材の上下中心軸線に沿った方向への往復運動を円滑に実現でき、これにより、入力部材に加えられる駆動力を、より効率的に回転運動に変換することが可能となる効果を奏する。 According to the second aspect of the present invention, one internal gear and the other internal gear are always in a relational position that circumscribes each other at or near the center point of the fixed gear as viewed from the side. The layout is such that For this reason, when each internal rotation gear rotates by one rotation with respect to the fixed gear, it becomes possible to revolve by rotating once inside the fixed gear, and as a result, in the direction along the vertical center axis of the input member. The reciprocating motion can be realized smoothly, thereby producing an effect that the driving force applied to the input member can be more efficiently converted into the rotational motion.
また、請求項3記載の発明によれば、各内転歯車が上死点またはその近傍にあるときに入力部材に駆動力が作用すると、その駆動力は駆動力伝達手段である、接触による駆動力伝達機構の接触部材が、例えばペダル装置がガイド手段に沿って運動する方向から偏倚(オフセット)した位置でカム様接触部材に接触して上から押圧することで、内転歯車に回転モーメントを生じさせる。これにより、一方側の内転歯車が上死点またはその近傍(他方側の内転歯車はその下死点またはその近傍にある)から、下死点またはその近傍(他方側の内転歯車は、その上死点またはその近傍)に向かって転動することができる。こうして、接触による駆動力伝達機構という簡単な構造によって、内転歯車に入力部材からの駆動力を伝達することができる効果を奏する。 According to a third aspect of the present invention, when a driving force is applied to the input member when each internal gear is at or near top dead center , the driving force is a driving force transmitting means. The contact member of the force transmission mechanism, for example, contacts the cam-like contact member at a position that is deviated (offset) from the direction in which the pedal device moves along the guide means and presses it from above, so that a rotational moment is applied to the internal gear. Cause it to occur. As a result, the internal gear on one side is at or near its top dead center (the internal gear on the other side is at or near its bottom dead center), and the bottom dead center or its vicinity (the internal gear on the other side is , Its top dead center or its vicinity). Thus, there is an effect that the driving force from the input member can be transmitted to the internal gear by a simple structure of a driving force transmission mechanism by contact.
また、請求項4記載の発明によれば、入力部材は、ガイド手段に案内されて往復運動するとき、固定歯車の軸心またはその近傍を通る上下死点を通る軸線に沿って往復運動する。したがって、各内転歯車が上死点またはその近傍にあるときに接触部材とカム様接触部材との接触部位が上下死点を通る軸線から偏倚した位置に設定されているため、入力部材側に加えられた駆動力は、接触部材により内転歯車側の、カム様接触部材が上方から押圧されることで、内転歯車に回転モーメントが働く。このため、内転歯車は固定歯車に噛合しながら転動されていき、クランク軸が回転し、回転力が駆動力取り出し手段から出力され、入力部材の往復運動を効率よく回転運動に変換することができる効果を奏する。 According to the fourth aspect of the present invention, when the input member reciprocates while being guided by the guide means, the input member reciprocates along an axis passing through the upper dead center passing through the axis of the fixed gear or the vicinity thereof. Therefore, when each internal gear is located at or near the top dead center , the contact portion between the contact member and the cam-like contact member is set at a position deviated from the axis passing through the top and bottom dead centers. The applied driving force causes a rotational moment to act on the internal rotation gear when the contact member presses the cam-like contact member on the internal rotation gear side from above. For this reason, the internal rotation gear is rolled while meshing with the fixed gear, the crankshaft rotates, the rotational force is output from the driving force extracting means, and the reciprocating motion of the input member is efficiently converted into the rotational motion. There is an effect that can.
また、請求項5記載の発明によれば、入力部材はガイド手段に対して、接触による駆動力伝達機構により形成された駆動力伝達手段を介してリンクされてはいるものの、接触による駆動力伝達機構を形成する入力部材側の接触部材と、内転歯車側のカム様接触部材とは互いに接触するだけであり、両者が相反する方向に離反することが可能な構成である。このため、入力部材がガイド手段に沿って往復運動をしている最中において、不意に入力部材に衝撃力が作用したとしても、接触部材側に上方への移動量を規定する移動量規制手段が設けられているため、その上方移動量規制手段にカム様接触部材が係合することで、所定値以上に上方移動するのを阻止し、入力部材がガイド手段から離脱したりすることを防止できる効果を奏する。 According to the invention described in claim 5, although the input member is linked to the guide means via the driving force transmission means formed by the driving force transmission mechanism by contact, the driving force transmission by contact is achieved. The contact member on the input member side that forms the mechanism and the cam-like contact member on the internal gear side are only in contact with each other, and can be separated in the opposite directions. For this reason, even when an impact force is applied to the input member unexpectedly while the input member is reciprocating along the guide means, the movement amount regulating means for regulating the upward movement amount on the contact member side. Since the cam-like contact member is engaged with the upward movement amount regulating means, the upward movement beyond a predetermined value is prevented and the input member is prevented from being detached from the guide means. There is an effect that can be done.
また、請求項6記載の発明によれば、一方の入力部材側と他方の入力部材側とが、例えば、チェーン、ワイヤ等の索部材を介して連結されており、且つ、この索部材をスプリング等のばね部材により弛まないように緊張させておくことで、各入力部材が往復運動を行うときに、互いに連携しながら運動するため、不意にいずれかの入力部材に衝撃的な外力が作用するようなことがあっても、入力部材が余分な運動をするのを阻止することができる効果を奏する。
Further, according to the invention described in
また、請求項7記載の発明によれば、固定歯車と内転歯車との噛み合い装置として、固定歯車60は、例えば、一対のリング板状基部の間に、複数のピン部材を間隔をあけて配置して設けたりする実質的にチェーン機能を有する形態に形成する。この固定歯車の内側を噛み合って回る内転歯車を、スプロケットの形態に形成しているので、チェーンとスプロケットとの噛み合いにより噛み合い装置が構成されることとなり、ペダルの踏み込み力を円滑に伝達することが可能となる。そして、この場合、噛み合い装置を、チェーン・アンド・スプロケットの噛み合い形態で形成しているため、走行中に砂利等がチェーン・スプロケットの噛み合い部に噛み込むのを防止する効果がある。また、内転歯車あるいは固定歯車をコスト安価に形成でき、且つ、重量低減を図ったクランク装置、乗り物等を得ることができる効果を奏する。
Further, according to the seventh aspect of the invention, as the meshing device between the fixed gear and the internal gear, the fixed
また、請求項8記載の発明によれば、固定歯車としては、スプロケット歯を有するスプロケット形態の固定歯車に形成し、この固定歯車の内側を回る内転歯車として、スプロケット歯に噛み合うピン状の歯を間隔をあけて設けたチェーン形態の内転歯車に形成しているので、噛み合い装置を、チェーン・アンド・スプロケットの噛み合い形態で形成しているため、走行中に砂利等がチェーン・スプロケットの噛み合い部に噛み込むのを防止する効果があり、内転歯車あるいは固定歯軍をコスト安価に形成できて重量低減を図ったクランク装置を得ることができる効果を奏する。 According to the invention described in claim 8, the fixed gear is formed as a sprocket-shaped fixed gear having sprocket teeth, and the pin-shaped tooth meshing with the sprocket teeth is used as an internal rotation gear that goes inside the fixed gear. Is formed in a chain-type internal gear that is spaced apart, so the meshing device is formed in the chain-and-sprocket meshing form, so gravel etc. meshes with the chain-sprocket during travel. There is an effect of preventing biting into the portion, and an effect can be obtained in which an internal rotation gear or a fixed tooth army can be formed at a low cost and a weight reduction can be obtained.
また、請求項9記載の発明によれば、内転歯車の各歯の外周に、例えば、V字状のプーリ溝を削り、固定歯車側には、内転歯車の各歯に噛み合う歯を有してプーリ溝に噛み合うように、歯付きベルトを設け、この歯付きベルトに、内転歯車が噛み合うので、上記請求項7,8の発明と同様な効果の他に、振動を抑制した噛み合い装置(機構)を得ることができる効果を奏する。 According to the ninth aspect of the present invention, for example, a V-shaped pulley groove is cut on the outer periphery of each tooth of the internal gear, and the fixed gear side has teeth that mesh with each tooth of the internal gear. Then, a toothed belt is provided so as to mesh with the pulley groove, and the internal gear engages with the toothed belt. Therefore, in addition to the same effects as the inventions of the seventh and eighth aspects, the meshing device that suppresses vibrations There is an effect that can obtain (mechanism).
また、請求項10記載の発明によれば、クランク装置を二輪車型自転車、三輪車型自転車、人力飛行機、水上用の人力による足こぎ式ボート等の乗り物にも応用できて有益となる効果を奏する。
Further, according to the invention described in
また、請求項11記載の発明に係る乗り物用クランクペダル装置によれば、二輪車型自転車や三輪車型自転車等の自転車、水上足こぎボート、人力飛行機等といった乗り物用のクランク装置に採用されたものであって、入力部材としてのペダル装置に駆動力である踏み込み力を作用させると、ペダル装置はガイド手段に案内されて移動(往復運動)する。このとき、各内転歯車が上死点またはその近傍にあるときにペダル装置に負荷された踏み込み力は駆動力伝達手段を介して、上下中心軸線から偏倚した位置において、内転歯車に伝えられ、これにより内転歯車に回転モーメントが生じる。
According to the vehicle crank pedal device of the invention described in
このため、内転歯車は、固定歯車に噛合しながらクランク軸心を中心にして遊星歯車的に転がり運動(公転)をし、かつ、自身もクランク腕を中心として自転する。内転歯車が固定歯車の内側を自転しながら公転することで、ペダル装置の運動が、クランク腕を回転させる回転運動に変換され、その回転運動による回転力は、クランク軸に設けられた、例えばスプロケット等で形成された駆動力取り出し手段からチェーンといった外部部材に取り出される(伝達される)。したがって、ペダル装置に加えられた下方向への踏み込み力は、内転歯車が上死点にあるときでも、内転歯車に回転モーメントが作用するようにしているため、上死点でペダル装置が思案することがなく、直ちに、且つ、円滑に回転運動に変換され、エネルギ変換効率に優れたクランク装置を得ることができる効果を奏する。 For this reason, the internal rotation gear rotates (revolves) like a planetary gear around the crankshaft while meshing with the fixed gear, and itself rotates around the crank arm. When the internal gear revolves while rotating inside the fixed gear, the motion of the pedal device is converted into a rotational motion that rotates the crank arm, and the rotational force by the rotational motion is provided on the crankshaft, for example, It is taken out (transmitted) to an external member such as a chain from a driving force take-out means formed by a sprocket or the like. Therefore, the downward stepping force applied to the pedal device is such that the rotational moment acts on the internal rotation gear even when the internal rotation gear is at top dead center. It is possible to obtain a crank device that is immediately and smoothly converted into a rotational motion and has excellent energy conversion efficiency without thinking.
また、請求項11記載の発明によれば、上記請求項8記載のものに加えて、更に、次のような効果を奏する。すなわち、一方の内転歯車と、他方の内転歯車とは、側面から視た状態で、常時互いに固定歯車の中心点あるいはその近傍において外接する関係にレイアウトされている。このため、各内転歯車は固定歯車に対して一回転だけ自転すると、固定歯車の内側を一回転して公転することが可能となり、その結果、ペダル装置の上下中心軸線に沿った方向への往復運動を円滑に実現でき、これにより、ペダル装置に加えられる駆動力を、より効率的に回転運動に変換することが可能となる効果を奏する。 According to the eleventh aspect of the invention, in addition to the eighth aspect, the following effect is further obtained. That is, one internal gear and the other internal gear are laid out so as to circumscribe each other at the central point of the fixed gear or in the vicinity thereof, as viewed from the side. For this reason, when each internal rotation gear rotates by one rotation with respect to the fixed gear, it becomes possible to revolve by rotating once inside the fixed gear, and as a result, in the direction along the vertical center axis of the pedal device. The reciprocating motion can be realized smoothly, thereby producing an effect that the driving force applied to the pedal device can be more efficiently converted into the rotational motion.
また、請求項11記載の発明によれば、接触による駆動力伝達機構という簡単な構造を採用することによって、内転歯車に入力部材からの駆動力を伝達することができる効果を奏する。 According to the eleventh aspect of the present invention, there is an effect that the driving force from the input member can be transmitted to the internal gear by adopting a simple structure called a driving force transmission mechanism by contact.
また、請求項11記載の発明によれば、各内転歯車が上死点またはその近傍にあるときに接触部材とカム様接触部材との接触部位が上下死点を通る軸線から偏倚した位置に設定されているため、ペダル装置側に加えられた駆動力は、接触部材により内転歯車側にあるカム様接触部材が上方から押圧されることで、内転歯車に回転モーメントが働く。このため、内転歯車は上死点またはその近傍で思案することなく、固定歯車に噛合しながら転動されていき、クランク軸が回転し、回転力が駆動力取り出し手段から出力され、入力部材の往復運動を効率よく回転運動に変換することができる効果を奏する。 According to the eleventh aspect of the present invention, when each of the internal gears is at or near the top dead center , the contact portion between the contact member and the cam-like contact member is displaced from the axis passing through the top and bottom dead centers. Since the drive force applied to the pedal device side is set, the cam-like contact member on the inner rotation gear side is pressed from above by the contact member, so that a rotational moment acts on the inner rotation gear. For this reason, the internal rotation gear is rolled while meshing with the fixed gear without thinking at or near the top dead center, the crankshaft rotates, and the rotational force is output from the driving force take-out means. It is possible to efficiently convert the reciprocating motion into a rotational motion.
また、請求項11記載の発明によれば、ペダル装置がガイド手段に沿って往復運動をしている最中において、不意にペダル装置に衝撃力が作用したとしても、接触部材側に上方への移動量を規定する移動量規制手段が設けられているため、その上方移動量規制手段にカム様接触部材が係合することで、所定値以上に上方移動するのを阻止し、ペダル装置がガイド手段から離脱したりすることを防止することが可能となる効果を奏する。 According to the eleventh aspect of the present invention, even when an impact force acts on the pedal device unexpectedly while the pedal device is reciprocating along the guide means, the contact device side is moved upward. Since the movement amount regulating means for defining the movement amount is provided, the upward movement beyond the predetermined value is prevented by engaging the cam-like contact member with the upward movement amount regulating means, and the pedal device guides There is an effect that it is possible to prevent detachment from the means.
また、請求項11記載の発明によれば、一方のペダル装置側と他方のペダル装置側とが、例えば、チェーン、ワイヤ等の索部材を介して連結され、且つ、この索部材をスプリング等のばね部材により弛まないように緊張させておくことで、各ペダル装置が往復運動を行うときに、連携しながら運動するため、不意にいずれかのペダル装置に衝撃的な外力が作用するようなことがあっても、ペダル装置が余分な運動をするのを阻止することができる効果を奏する。 According to the eleventh aspect of the present invention, one pedal device side and the other pedal device side are connected via a rope member such as a chain or a wire, and the rope member is connected to a spring or the like. Since each pedal device reciprocates when it is tensioned so that it does not loosen by the spring member, it moves in cooperation, so that an unexpected external force acts on one of the pedal devices. Even if it exists, there exists an effect which can prevent that a pedal apparatus carries out an excess exercise | movement.
この請求項11記載の発明によれば、チェーンとスプロケットとの噛み合いにより噛み合い装置が構成されることとなり、自転車等の乗り物のぺダルの踏み込み力を円滑に伝達することが可能となる。そして、この場合、噛み合い装置を、チェーン・アンド・スプロケットの噛み合い形態で形成しているため、自転車等の乗り物の走行中に砂利等がチェーン・スプロケットの噛み合い部に噛み込むのを防止する効果がある。また、内転歯車あるいは固定歯車をコスト安価に形成でき、且つ、重量低減を図った乗り物用クランクペダル装置を得ることができる効果を奏する。 According to the eleventh aspect of the present invention, the meshing device is constituted by the meshing of the chain and the sprocket, so that it is possible to smoothly transmit the stepping force of the pedal of a vehicle such as a bicycle. In this case, since the meshing device is formed in a chain-and-sprocket meshing form, there is an effect of preventing gravel and the like from biting into the meshing part of the chain-sprocket during traveling of a vehicle such as a bicycle. is there. In addition, an internal rotation gear or a fixed gear can be formed at low cost, and an effect of obtaining a vehicle crank pedal device with reduced weight can be obtained.
また、請求項11記載の発明によれば、固定歯車としては、スプロケット歯を有するスプロケット形態の固定歯車に形成し、この固定歯車の内側を回る内転歯車として、スプロケット歯に噛み合うピン状の歯を間隔をあけて設けたチェーン形態の内転歯車に形成しているので、噛み合い装置を、チェーン・アンド・スプロケットの噛み合い形態で形成しているため、自転車等の乗り物の走行中に砂利等がチェーン・スプロケットの噛み合い部に噛み込むのを防止するだけでなく、内転歯車あるいは固定歯車をコスト安価に形成でき、重量低減を図った乗り物用クランクペダル装置を得ることができる効果を奏する。 According to the eleventh aspect of the present invention, the fixed gear is formed as a sprocket-shaped fixed gear having sprocket teeth, and the pin-shaped tooth meshing with the sprocket teeth is used as an internal rotation gear rotating inside the fixed gear. Is formed in a chain-type internal gear that is provided at intervals, so that the meshing device is formed in a chain-and-sprocket meshing shape, so that gravel or the like is generated during traveling of a vehicle such as a bicycle. In addition to preventing the chain / sprocket from engaging with the meshing portion, the internal gear or the fixed gear can be formed at a low cost, and a vehicle crank pedal device with reduced weight can be obtained.
また、請求項11記載の発明によれば、別の噛み合い装置として、内転歯車の各歯の外周に、例えば、V字状のプーリ溝を削り、固定歯車側には、内転歯車の各歯に噛み合う歯を有してプーリ溝に噛み合うように、歯付きベルトを設け、この歯付きベルトに、内転歯車が噛み合うので、振動を抑制した噛み合い装置(機構)を得ることができる効果を奏する。
According to the invention described in
また、請求項12記載の発明によれば、乗り物用クランクペダル装置を、二輪車型自転車、三輪車型自転車、人力飛行機、水上用の人力による足こぎ式ボート等の乗り物にも応用した場合には、エネルギ伝達効率に優れた乗り物を得ることができる効果を奏する。
Further, according to the invention of
請求項13記載の発明によれば、内転歯車は、固定歯車に噛合しながらクランク軸心を中心にして遊星歯車的に転がり運動(公転運動)をし、かつ、内転歯車自身もクランク腕を中心として自転する。内転歯車は、自転しながら公転することで、入カ部材の直線的なあるいは曲線的な往復運動が、クランク腕に回転円運動として変換される。このように、入力部材を交互に直線的あるいは曲線的な往復運動を与えることにより、その回転運動による駆動力は、クランク軸に設けられた駆動力取り出し手段から外部に取り出される。このため、入力部材に加えられた駆動力は、内転歯車が上死点またはその近傍にあるときでも、内転歯車に作用する回転モーメンにより、上死点またはその近傍で内転歯車、すなわち入力部材が思案することなくガイド手段に沿って運動することができ、円滑、且つ、効率的に回転運動に変換され、エネルギ損失を抑制できるクランク装置を得ることができる効果を奏する。 According to a thirteenth aspect of the invention, the internal rotation gear rotates in a planetary manner (revolution motion) around the crankshaft while meshing with the fixed gear, and the internal rotation gear itself is also a crank arm. Rotate around the center. The internal rotation gear revolves while rotating, so that the linear or curvilinear reciprocating motion of the input member is converted as a circular circular motion to the crank arm. Thus, by giving the input member a linear or curved reciprocating motion alternately, the driving force due to the rotational motion is taken out from the driving force take-out means provided on the crankshaft. For this reason, even when the internal gear is at or near the top dead center, the driving force applied to the input member is the internal gear at or near the top dead center by the rotation moment acting on the internal gear, that is, The input member can move along the guide means without thinking, and it is possible to obtain a crank device that can be smoothly and efficiently converted into a rotational motion and suppress energy loss.
また、請求項14記載の発明によれば、これを、例えば、通常の自転車や車椅子に装着したいわゆるハンドサイクルに適用した場合には、次のような作用を呈することとなる。 According to the invention described in claim 14, when this is applied to a so-called hand cycle mounted on a normal bicycle or wheelchair, for example, the following effects are exhibited.
すなわち、ハンドル型ペダルまたはハンドルから離れた場所に設置した手動ペダルを動かすことにより、内転歯車は、固定歯車に噛合しながらクランク軸心を中心にして遊星歯車的に転がり運動(公転運動)をし、かつ、内転歯車自身もクランク腕を中心として自転する。内転歯車は、自転しながら公転することで、入力部材の直線的なあるいは曲線的な往復運動が、クランク腕に回転円運動として変換される。このように、入力部材を交互に直線的あるいは曲線的な往復運動を与えることにより、その回転運動による駆動力は、クランク軸に設けられた駆動力取り出し手段から外部に取り出される。このため、入力部材に加えられた駆動力は、内転歯車が上死点またはその近傍にあるときでも、内転歯車に作用する回転モーメンにより、上死点またはその近傍で内転歯車、すなわち入力部材が思案することなくガイド手段に沿って運動することができ、円滑、且つ、効率的に回転運動に変換され、脚力に乏しい身障者や高齢者等でも、自身の手の力でハンドル型ペダルを動かすだけの簡単な操作を行うことで、回転力取り出し手段が駆動し、ハンド型自転車を容易に走行でき、リハビリテーション効果も向上できる効果を奏する。 That is, by moving a handle-type pedal or a manual pedal installed away from the handle, the internal rotation gear rotates in a planetary gear (revolution motion) around the crankshaft while meshing with the fixed gear. In addition, the internal rotation gear itself rotates around the crank arm. The internal rotation gear revolves while rotating, so that the linear or curvilinear reciprocating motion of the input member is converted to a crank arm as a rotational circular motion. Thus, by giving the input member a linear or curved reciprocating motion alternately, the driving force due to the rotational motion is taken out from the driving force take-out means provided on the crankshaft. For this reason, even when the internal gear is at or near the top dead center, the driving force applied to the input member is the internal gear at or near the top dead center by the rotation moment acting on the internal gear, that is, The input member can move along the guide means without contemplation, and it is smoothly and efficiently converted into a rotational movement. By performing a simple operation of simply moving the slewing force, the rotational force take-out means is driven, so that the hand-type bicycle can be easily driven and the rehabilitation effect can be improved.
本発明の実施の形態を、図1乃至図3に基づいて詳述する。なお、以下の説明においては、クランク装置を、乗り物としての自転車に適用した場合を例に挙げて説明していく。また、クランク装置を構成する部材、部品等は自転車本体(フレーム)に関して左右両側に一対づつ設けられ、且つ、それらの形状、構成等は同じであるので、便宜上、左側に存する部材、部品等は符合にL(Left)を、右側のそれらについてはR(Right)をそれぞれ付すこととする。 An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. In the following description, a case where the crank device is applied to a bicycle as a vehicle will be described as an example. In addition, since the members, parts, etc. constituting the crank device are provided in pairs on the left and right sides with respect to the bicycle body (frame), and the shape, structure, etc. are the same, for convenience, members, parts, etc. present on the left side are L (Left) is attached to the sign, and R (Right) is attached to those on the right side.
クランク装置は、図1に示すように、自転車本休(フレーム)1の軸受け部2にクランク軸3が回転自在に支持されていて、このクランク軸3のフレーム1を跨いだ左右両側には、同一面内において互いに反対方向に屈曲して伸びるクランク腕4L、4Rがあり、これらのクランク腕4L、4Rに外歯を有する平歯車である内転歯車5L、5Rがそれぞれ回転自在に設けられている(図4参照)。また、自転車本体1の前後方向に沿う長手軸線に対する左右両側には、内歯歯車を形成する固定歯車6L、6Rが設けられ、これに内転歯車5L、5Rが遊星歯車的に転動(公転し、且つ、自転)するように噛合する状態で設けられている。
As shown in FIG. 1, the crank device has a
また、内転歯車5L、5Rと固定歯車6L、6Rとの歯数比は1対2であり、内転歯車5L、5Rが固定歯車6L、6Rを転動しながら1周(公転)するときに1回転(自転)し終えるように設定されている。 Further, the gear ratio between the internal rotation gears 5L and 5R and the fixed gears 6L and 6R is 1: 2, and when the internal rotation gears 5L and 5R roll around the fixed gears 6L and 6R (revolve) Is set to finish one rotation (rotation).
固定歯車6L、6R側の外側面には、ガイド手段10L、10Rが上下方向に配置されている。ガイド手段10L、10Rは、スライダ11Lbが一定の軌道を動くように制御できる部材であれば良く、その材質や形状が限定されるものではない。本発明の実施の態様では、このガイド手段10L、10Rは、例えば、2本の4角形状断面を有するガイド棒10La、10Lb、10Ra、10Rbでなり、各ガイド棒10La、10Lb、10Ra、10Rbを上下方向に並行配置して後述のペダル装置11L、11Rを上下に案内しながら往復運動させるものである。
Guide means 10L, 10R are arranged in the vertical direction on the outer surface of the fixed gears 6L, 6R. The guide means 10L, 10R may be any member that can be controlled so that the slider 11Lb moves along a fixed path, and the material and shape thereof are not limited. In the embodiment of the present invention, the guide means 10L, 10R are, for example, two guide bars 10La, 10Lb, 10Ra, 10Rb having a quadrangular cross section, and each guide bar 10La, 10Lb, 10Ra, 10Rb is The
ペダル装置11L、11Rは、ペダル11La、11Raと、このペダル11La、11Raを回転自在に支持すると共に、上記ガイド棒10La、10Lb、10Ra、10Rbの間を移動するように形成されたスライダ11Lb、11Rbとを有し、このスライダ11Lb、11Rbがガイド棒10La、10Lb、10Ra、10Rbの間に挟まった状態で、固定歯車6L、6Rの軸心P1またはその近傍を通る上下中心軸線L(上下中心軸線Lは、内転歯車5L、5Rの軸心P2も通る状態にある)に沿って上下方向に滑動ないし摺動するようになっている(図2参照)。
The
次に、駆動力伝達手段を説明する。なお、左右に設けられる駆動力伝達手段の構造は同じであるため、便宜上、図2、図3に示すように、左側に配置された駆動伝達手段12Lについて説明していくことにする。すなわち、駆動力伝達手段12Lは、ペダル装置11Lと内転歯車5Lとの間に介装され、ペダル装置11Lのスライダ11Lb先端に取り付けられた接触部材12Laと、内転歯車5Lの外周縁近傍に取り付けられた板状のカム様接触部材12Lbとからなる、接触による駆動力伝達機構で形成されている。
Next, driving force transmission means will be described. Since the structures of the driving force transmission means provided on the left and right are the same, for convenience, the drive transmission means 12L disposed on the left side will be described as shown in FIGS. That is, the driving force transmission means 12L is interposed between the
本実施の形態では、接触部材12Laは、スライダ11Lb先端に固定されているが、スライダ11Lbに対して相対運動しても良い。要は、入力時において接触部材12Laがカム様接触部材12Lbと接触するようになっていれば良い。 In the present embodiment, the contact member 12La is fixed to the tip of the slider 11Lb, but may be moved relative to the slider 11Lb. In short, it is sufficient that the contact member 12La comes into contact with the cam-like contact member 12Lb at the time of input.
本実施の形態では、上死点またはその近傍に内転歯車が位置する場合、カム様接触部材12Lbの上端面が接触面をなし、これに接触部材12Laの下面が接触するようになっている。内転歯車5Lが、上死点またはその近傍にあるときには、上下中心軸線Lから偏倚した位置Qで接触する。こうして、ペダル装置11Lが上死点またはその近傍にあるとき、位置Qに作用する接触部材12Laからの駆動力Fにより、内転歯車5Lに回転モーメントを与えることで駆動力が伝達される。したがって、内転歯車5Lは、図2に示す矢印B方向に転動され、ペダル11Laは思案することなくガイド手段10Lに案内されながら下方に移動することができるようになっている。
In the present embodiment, when the internal gear is located at or near the top dead center, the upper end surface of the cam-like contact member 12Lb forms a contact surface, and the lower surface of the contact member 12La comes into contact therewith. . When the
そして、この駆動力伝達手段12Lは、左側にあるペダル装置11Lが上死点またはその近傍から下死点またはその近傍に至る下降行程にあるときには、接触部材12Laはカム様接触部材12Lbに対して上方から押さえつけるように接触する。そして、内転歯車に回転力が付与され、内転歯車5Lが下死点の方向へ転動していき、下死点またはその近傍を通過して上死点またはその近傍へ戻る上昇行程にさしかかるときには、内転歯車5Lのカム様接触部材12Lbは接触部材12Laの下側に回り込むようになる。このとき、反対側にあって、上死点またはその近傍にあるペダル装置11Rに駆動力が加わって下降運動が始まると、一方側にある内転歯車5Lの転動により、カム様接触部材12Lbが接触部材12Laを下から突き上げられ、ペダル装置11Lがガイド手段10Lに沿って上昇移動を行うようになっている(図5参照)。
When the
次に、駆動力取り出し手段13を説明する。すなわち、クランク装置における駆動力取り出し手段13は、軸受け部2近傍のクランク軸3に、このクランク軸3と一体的に回転する原動スプロケット13aを設けることで形成される。もっとも、クランク装置を自転車本体であるフレーム1に取り付けた場合には、この駆動力取り出し手段13は、原動スプロケット13aと、例えば後輪(図示しない)と同軸に取り付けた後輪側の従動スプロケット13bと、原動スプロケット13aおよび従動スプロケット13bとの間に巻き掛けて装着したチェーン13cとで形成され、ペダル装置11L、11Rを左右交互にこぐことにより、ペダル装置11L、11Rに加えられた駆動力(踏み込み力)を駆動力取り出し手段13である原動スプロケット13aから取り出すことができる。
Next, the driving force extracting means 13 will be described. That is, the driving force extraction means 13 in the crank device is formed by providing a driving
なお、図1においては装置全体の構成を把握し易いようにするため、原動スプロケット13aをL側に配置して図示する。
In FIG. 1, in order to make it easy to grasp the configuration of the entire apparatus, the driving
次に、上記クランク装置の構造を、図4、図5、図6に基づいてより具体的に説明する。なお、動力取り出し手段13としての原動スプロケット13aや、入力部材としてのペダル装置11の図示は省略している。
Next, the structure of the crank device will be described more specifically with reference to FIGS. 4, 5, and 6. FIG. The illustration of the driving
すなわち、自転車のフレーム1には、略正方形状のべースプレート1aが固定的に取り付けら、その中心部に穿たれた孔に、軸受け部2としてのジャーナル2aが溶接により水平に固定される。このジャーナル2aに、段差付きのクランク軸3(出力軸)が回転自在に挿通されていて、そのクランク軸3の左側には、左クランク腕4Lがねじ20により固定され、右側には、右クランク腕4Rが溶接により溶着されている。なお、左クランク腕4Lは、ねじ20で締結する代わりに溶接により溶着するようにしてもよい。また、これら溶接による溶着に代わって、ボンド等の接着剤を用いて結含するようにしてもよい。
That is, a substantially square base plate 1a is fixedly attached to the
また、これらの左右両クランク腕4L、4Rは、同一面内において互いに反対方向に屈曲して伸びている。すなわち、クランク軸3に関して互いに反対方向に伸びた状態で、クランク軸3と一体に回転するようになっている。
The left and right crank
左右の両クランク腕4L、4Rには、軸部材5Lc、5Rcが水平方向に指向して固定されており、これらにスペースワッシャ5Ld、5Rdを介して平歯車として形成された左側の内転歯車5Lおよび右側の内転歯車5Rが回転自在に支持された状態で取り付けられる。
Shaft members 5Lc and 5Rc are fixed to the left and right crank
また、べースプレート1aの左右両側には、べースプレート1aと同じ面方向に指向して配置され、外形がリング形状を有する平歯の内歯を有する内歯歯車としての左側の固定歯車6Lおよび右側の固定歯車6Rが、各4本のスペーサ21aおよび21bに挿通された通しボルト21cを介して固定されている(図4参照)。これら各スペーサ21a、21bおよびボルト21cは、フレーム1の一構成部材として機能している。これら左右の固定歯車6L、6Rには、左右の内転歯車5L、5Rが、それぞれ内接して噛合するように組み込まれる。この場合、内転歯車5L、5Rと固定歯車6L、6Rとの歯数比は、内転歯車5L、5Rが固定歯車6L、6Rを転動しながら1周するときに1回転するように、1対2となるような歯数関係に設定されている。
Also, the left fixed
また、左右の両内転歯車5L、5Rの外側には、駆動力伝達手段12L、12Rのカム様接触部材12Lb等が、例えば図示されないねじ等の締結具等により取り付けられる。もっとも、このカム様接触部材12Lbは、内転歯車に対して別体の部品として形成する代わりに、内転歯車と一体成型される鍛造品あるいは板金プレス成形品等で形成することも可能である。 Further, the cam-like contact members 12Lb of the driving force transmitting means 12L, 12R and the like are attached to the outer sides of the left and right internal rotation gears 5L, 5R by, for example, fasteners such as screws (not shown). However, the cam-like contact member 12Lb can be formed of a forged product or a sheet metal press-formed product that is integrally formed with the internal rotation gear, instead of being formed as a separate component with respect to the internal rotation gear. .
他方、左右の両固定歯車6L、6Rの外側には、上下方向に指向し、且つ、上下中心軸線L(図2参照)に沿うようにガイド手段10L、10Rが設けられる。ペダル装置11L、11Rのスライダ11Lb、11Rbは、上下中心軸線Lに沿って上下に直線移動または直線的移動できるようにガイド棒10La、10Lb、10Ra、10Rbの間にセットされる。これにより、スライダ11Lb、11Rbに取り付けられた接触部材12La、12Raが、内転歯車5L、5Rに設けられたカム様接触部材12Lb、12Rbに接触可能に取り付けられ、駆動力伝達手段12L、12Rすなわち接触による駆動力伝達機構が形成されることとなる。そして、接触による駆動力伝達機構の接触部材とカム様接触部材との接触する部位は、内転歯車5L、5Rが固定歯車6L、6Rに対して上死点またはその近傍にあるときに、上下中心軸線L(図2参照)から偏倚した位置に設定される。
On the other hand, guide means 10L and 10R are provided outside the left and right
したがって、ペダル11Laまたは11Raに対して、上から下に向かって足の踏み込み力(駆動力)を作用させると、左方の内転歯車5Lまたは右方の内転歯車5Rに、接触部材12Laまたは12Raを介してカム様接触部材12Lbまたは12Rbに力が伝達され、内転歯車5Lまたは内転歯車5Rが、回転モーメントを受けて、図2に示す矢印B方向に転動し、自転車の前進走行を可能とする。
Therefore, when a stepping force (driving force) is applied to the pedal 11La or 11Ra from the top to the bottom, the contact member 12La or the
また、べースプレート1aと右側の固定歯車6Rとの間の出力軸3aには、回転力を取り出すための原動スプロケット13aが出力軸3と一体回転可能になるように設けられ、チェーン13c(図1参照)を巻き掛けして後輪側の従動スプロケット13bに結合されることとなる。
A driving
こうして、本実施の形態におけるクランク装置は、図6の組み立て分解斜視図に示すように、上記した各構成要素を組み立ててい<ことにより製作される。なお、図6において、符号23L、23Rは軸部材5Lc、5Rcの軸端に圧入されて各内転歯車5L、5Rを軸部材5Lc、5Rcに取り付けるためのプッシュナットを示す。
Thus, the crank device according to the present embodiment is manufactured by assembling the above-described components as shown in the assembly exploded perspective view of FIG. In FIG. 6,
次に、本実施の形態に係るクランク装置を備えた自転車のクランクペダル装置の作用を、主として図7を参照しながら説明する。図7は、駆動力伝達手段の接触部材と、カム様接触部材との相対位置の変化が、内転歯車の転動に与える影響を説明する作用説明図である。図7において、外の実線は固定歯車で、中の実線で示す内転歯車は、左方にある内転歯車5L、点線の内転歯車は右方にある内転歯車5Rを示すものとする。また、最初、左方の内転歯車5Lが上死点またはその近傍に位置するものとする。当然、反対側に位置する右方の内転歯車5Rは、下死点またはその近傍に位置することとなる(図7に示す状態0°)。
Next, the operation of the crank pedal device of the bicycle provided with the crank device according to the present embodiment will be described mainly with reference to FIG. FIG. 7 is an operation explanatory diagram for explaining the influence of the change in the relative position between the contact member of the driving force transmitting means and the cam-like contact member on the rolling of the internal gear. In FIG. 7, the outer solid line is a fixed gear, the internal rotation gear indicated by the inner solid line is the
この状態において、自転車のペダル11La、11Raに足を載せてペダルをこぐ場合、まず、上死点またはその付近にある左方のペダル11Lを踏み込む。すると、ペダル11Lに設けられたスライダ11Lbが、ガイド棒10La、10Lbの間を下方に案内されて移動しようとする。このとき、図5に示すように、ペダル11Laに加えられた駆動力Fは、接触部材12Laから接触するカム様接触部材12Lbに伝達される。カム様接触部材12Lbに伝達された駆動力Fは、左内転歯車5Lに伝わり、ペダル11Laは、下死点またはその近傍になるまで、ガイド手段10に沿って移動していく。これによって、内転歯章5Lは、矢印C方向(時計方向)に自転し、且つ、反時計方向に公転していく。これにより、クランク軸3には、内転歯車5Lの公転による回転トルクが生じ、動力取り出し手段13である原動スプロケット13aを介してチェーン13cが矢印A方向に駆動し、自転車を前進走行できるようになる。
In this state, when putting a foot on the bicycle pedals 11La and 11Ra and stepping on the pedal, first, the
他方、反対側にある右側の内転歯車5Rは、下死点またはその近傍にあって、点線で示したような軌跡を画きながら固定歯車6Rに噛合しながら転動していく。すなわち、内転歯車5Rのカム様接触部材12Rbは、接触部材12Raの下側から接触しており、内転歯車5Rの転動に応じて撰触部材12Raを上方へ持ち上げる力が作用し続ける。これにより、右側のペダル装置11R(図1、図2参照)は、右側の固定歯車6Rに取り付けたガイド手段10Rに沿って上方へ移動してい<。
On the other hand, the right
ところで、左側のペダル装置11Lが下死点またはその近傍までスライドしてくると(図7に示す180°付近)、踏み込む力が作用しなくなり、反対に、上死点またはその近傍に位置している右側のペダル装置11Rに駆動力、つまり踏み込み力が負荷されることとなる。このとき、下死点を通過した左側のペダル装置11Lに設けられたカム様接触部材12Lbは、接触部材12Laの下側に位置し、接触部材12Laに下側から突き上げる方向に接触し、この接触部材とカム様接触部材との接触を維持しながら、左側のペダル装置11Lはガイド手段10Lに沿って上死点またはその近傍位置にまで移動していく。このように、ペダル装置を踏み込む動作を繰り返していくことで、自転車を走行することができる。
By the way, when the
こうして、図7に示すように、各内転歯車5L、5Rが固定歯車6L、6Rに対してどのような転動位置にあっても、常に少なくともいずれか一方の接触部材12La、12Raが、カム様接触部材12Lb、12Rbに接触するため、左右のペダル11L、11Rを交互に踏み込んでこいでいくことで、左右の各内転歯車5L、5Rが左右の各固定歯車6L、6Rに噛合しながら転動していき、クランク軸3が回転運動し、その回転駆動力を原動スプロケット13aからチェーン13cを介して従動スブロケット13bに伝達され、後輪を駆動して前進走行させることができるようになる。
Thus, as shown in FIG. 7, at least any one of the contact members 12La and 12Ra is always in the cam regardless of the rolling position of the
上記したごとく、本実施の形態によれば、自転車のペダルをこぐとき、ペダル装置11L、11Rに設けられた接触部材12La、12Raが、カム様接触部材12Lb、12Rbに接触すると共に、内転歯車5L、5Rの上死点またはその近傍における接触部材とカム様接触部材との接触部位が、上下中心軸線L(図2参照)に対して同方向に偏倚した位置に存するように設定されているため、思案点すなわち死点がないので、上死点またはその近傍でペダル装置11L、11Rが思案することはなく、自転車を継統して前進走行させることができる。
As described above, according to the present embodiment, when pedaling a bicycle, the contact members 12La and 12Ra provided on the
このため、従来のようにペダルをこぐとき、ペダルに体重を左右に移動してこいでいたために生じていた自転車のふらつきを少なくできるため、自転車の駆動力ロスを効果的に低減することができ、且つ、上記従来装置と異なり童量を軽減でき、設置スペースに有利なコンパクトサイズのクランク装置が得られる。 For this reason, when pedaling as in the conventional case, the bicycle's wobbling caused by shifting the weight of the pedal to the left and right can be reduced, effectively reducing the driving force loss of the bicycle. In addition, unlike the above-described conventional device, the amount of children can be reduced, and a compact-sized crank device that is advantageous in installation space can be obtained.
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明の範囲に含まれるものである。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and even if there is a design change or the like without departing from the gist of the present invention, It is included in the scope of the invention.
すなわち、上記実施の形態に係るクランク装置は、自転車(三輪型自転車を含む)に適用した場合について説明したが、この代わりに水上をペダルクランク装置で踏み込んでこぐ乗り物や、人力飛行機のペダルクランク装置等の乗り物、上記クランク装置を用いた乗り物用クランクペダル装置として、さらにはこの乗り物用クランクペダル装置や、乗り物用クランクペダル装置を用いた乗り物にも適宜応用できるのは勿論である。 That is, the crank device according to the above embodiment has been described for the case where it is applied to a bicycle (including a three-wheeled bicycle). Instead of this, a vehicle that steps on the water with a pedal crank device or a pedal crank device for a human-powered airplane. As a matter of course, the present invention can be appropriately applied to a vehicle crank pedal device using the above crank device, and further to a vehicle using the vehicle crank pedal device and the vehicle crank pedal device.
また、上記実施の形態では、ガイド手段10L、10Rを上下方向に直線形状を有する態様について脱明したが、この代わりに、例えば、図2の二点鎖線で示すように、ガイド手段110を、湾曲して形成したり、くの字状に屈曲して形成したり、あるいは蛇行するような形状に形成したり、さらには、これらの形状を適宜に組み合わせて形成した形状を有する態様を採用するものであってもよい。これによって、乗り物をこぐ人の体型、走行条件等に応じた形状を有するガイド手段を選択して、取り付けるようにすることも可能であり、さらには種々の形状を備えたガイド手段を適宜着脱自在に取り付けられるようにした態様とすることもできる。 Further, in the above embodiment, the guide means 10L, 10R has been deviated for the mode having a linear shape in the vertical direction, but instead, for example, as shown by a two-dot chain line in FIG. A curved shape, a bent shape, a meandering shape, or a shape formed by appropriately combining these shapes is adopted. It may be a thing. As a result, it is possible to select and attach guide means having a shape according to the body shape of the person who rides the vehicle, traveling conditions, etc. Furthermore, the guide means having various shapes can be attached and detached as appropriate. It can also be set as the aspect made to attach to.
また、ペダルを前踏み方式等で行う乗り物用クランクペダル装置等の場合には、ガイド手段10L、10Rを上下方向でな<、前方より後方に向かうにつれて上方に傾斜するように配置する構造にすることも可能である。 In addition, in the case of a vehicle crank pedal device or the like in which the pedal is operated by a front stepping method, the guide means 10L and 10R are arranged so as to incline upward from the front toward the rear rather than in the vertical direction. It is also possible.
また、ガイド手段10L、10Rに案内されるスライダ11Lb(および11Rb)は、固定歯車の軸心P1と上死点または下死点位置での内転歯車の軸心P2とを通過する上下中心軸線Lに沿って往復運動するように設けたが、この代わりに、上下中心軸線L近傍の偏倚した位置を往復運動するように構成してもよいものである。 The slider 11Lb (and 11Rb) guided by the guide means 10L, 10R is a vertical center axis that passes through the axis P1 of the fixed gear and the axis P2 of the internal gear at the top dead center or bottom dead center position. Although it is provided so as to reciprocate along L, it may instead be configured to reciprocate in a biased position near the vertical center axis L.
また、上記実施の形態では、固定歯車として平歯を刻んで形成した園定歯車6L、6Rを使用した場合について説明したが、この代わりに図8、図9に示すような固定歯車60と、内転歯車50との組み合わせによる噛み合い装置の態様とすることも可能である。なお、この噛み合い装置は、上記実施の形態と同様に、自転車等の乗り物フレームに対して左右にそれぞれ設けられるが、以下では便宜上、いずれか一方側にある噛み合い装置を代表して説明していくこととする。
Further, in the above-described embodiment, the case where the fixed gears 6L and 6R formed by cutting the spur teeth as the fixed gear has been described, but instead of the fixed
すなわち、固定歯車60は、図8(a)に示すように、一対のリング板状基部60aをカバーとしてそれらの間に、複数のピン部材60bを間隔をあけて配置して設け、あるいは、図8(b)に示す固定歯車61のように、リング板状基部61aから片持ち梁状に突出させたピン部材61bを間隔をあけて配置して設けた、実質的にチェーン機能を有する形態に形成する。これら固定歯車60あるいは固定歯車61の内側を噛み合って回る内転歯車50を、図9に示すように、スプロケットの形態に形成したものでもよい。これにより、チェーン形態とスプロケット形態との噛み合いにより噛み合い装置が構成されることとなり、上記実施の形態と同様にペダルの踏み込み力を円滑に伝達することが可能となる。なお、この場合、固定歯車60に直接、チェーンを取り付けるようにしてもよいことは言うまでもない。
That is, as shown in FIG. 8 (a), the fixed
又、スプロケットの形態は、円でなくても良く、例えば、楕円スプロケットを採用することができる。 Moreover, the form of the sprocket does not have to be a circle, and for example, an elliptical sprocket can be adopted.
この変形例によれば、噛み合い装置を、チェーン・アンド・スプロケットの噛み合い形態で形成しているため、走行中に砂利等がチェーン形態・スプロケット形態の噛み合い部に噛み込むのを防止する効果がある。また、内転歯車あるいは固定歯車をコスト安価に形成でき、且つ、重量低減を図ったクランク装置、乗り物等を得ることができるようになる。 According to this modification, since the meshing device is formed in a chain-and-sprocket meshing form, there is an effect of preventing gravel etc. from biting into the chain-shaped / sprocket-shaped meshing part during traveling. . In addition, the internal gear or the fixed gear can be formed at a low cost, and a crank device, a vehicle, and the like with reduced weight can be obtained.
また、上記噛み合い装置の別の態様として、図10に示すように、固定歯車としては、スプロケット歯62aを有するスプロケット形態の固定歯車62に形成し、この固定歯車62の内側を回る内転歯車として、上記スプロケット歯62aに噛み合うピン状の歯63aを間隔をあけて設けたチェーン形態の内転歯車63に形成する変形例とすることもできる。なお、この場合、内転歯車63にチェーンを直接に設ける態様にしてもよいのは勿論である。
Further, as another aspect of the meshing device, as shown in FIG. 10, the fixed gear is formed as a fixed
この変形例によれば、噛み合い装置を、チェーン・アンド・スプロケットの噛み合い形態で形成しているため、走行中に砂利等がチェーン形態・スプロケット形態の噛み合い部に噛み込むのを防止する効果がある。また、内転歯車あるいは固定歯軍をコスト安価に形成でき、且つ、重量低減を図ったクランク装置、乗り物等を得ることができるようになる。 According to this modification, since the meshing device is formed in a chain-and-sprocket meshing form, there is an effect of preventing gravel etc. from biting into the chain-shaped / sprocket-shaped meshing part during traveling. . In addition, it is possible to form an internal gear or a fixed tooth arm at low cost, and to obtain a crank device, a vehicle and the like with reduced weight.
また、さらに別の噛み合い装置として、図11に示すような変形例にすることも可能である。すなわち、上記実施の形態では、内転歯車5L、5Rは固定歯車6L、6Rの内側を噛合しながら回転する態様に形成したが、この代わりに、図11のように内転歯車500の各歯500aの外周に、V字状のプーリ溝500bを削り、固定歯車側には、内転歯車500の各歯500aに噛み合う歯を有してプーリ溝500bに噛み合うように、歯付きベルト(図示しない)を設け、この歯付きベルトに、内転歯車500が噛み合うようにした態様でもよい。また、内転歯車に歯付きベルト形態を固定的に設け、固定歯車側の歯と噛み合うようにした態様でもよい。
Further, as another meshing device, a modification as shown in FIG. 11 can be adopted. That is, in the above embodiment, the
また、内転歯軍5L、5R、固定歯車6L、6Rは、平歯車で形成して噛合させたが、この代わりに、はすば歯車、かさ歯車等の歯車に形成して噛合させるようにしてもよい。
また、上記実施の形態では、左側にある内転歯車5Lと、右側にある内転歯車5Rの歯数は、同じ歯数を有する場合について説明したが、勿論、左右の内転歯車の歯数を同じ歯数にする必要はなく、異なる歯数や直径にすることも可能である。
In addition, the
In the above-described embodiment, the number of teeth of the
また、上記実施の形態では、左右両クランク腕4L、4Rは、クランク軸3に関して互いに180°をなすように反対方向に伸びるように状態に形成されたが、180°でなくてもよく、若干くの字状に屈曲するように伸びるような状態に形成されていてもよいのは言うまでもない。
In the above embodiment, the left and right crank
また、接触部材として単なる棒状に形成しただけの接触部材12La、12Raであったが、図12(a)に示すように、カム様接触部材12Lb、12Rbを上下から囲む上方移動規定部40を形成した楕円形状の接触部材41や、図12(b)のように、上下移動規定部42を有する接触部材43を採用することも可能である。
Further, the contact members 12La and 12Ra were simply formed in a rod shape as the contact members, but as shown in FIG. 12 (a), an upward
これらの変形例によれば、ペダル装置11L、11R(入力部材)はその自重または踏み込み力だけで上方からカム様接触部材に接触しているだけであるので、接触による駆動力伝達機構を形成する入力部材側の接触部材と、内転歯車側のカム様接触部材とは互いに接触から離反することが可能な構成である。ところが、上下移動規定部40、42を備えた接触部材41、43を採用することで、入力部材がガイド手段に沿って往復運動をしている途中において、不意に入力部材に衝撃力が作用し、ペダル装置を浮き上がらせるようなことがあっても、上方移動規定部40、42が、カム様接触部材12bの下側から係合する。このため、ペダル装置11L、11Rがガイド手段10L、10Rに沿って所定値以上に上方移動するのを阻止することができ、入力部材がガイド手段から外れたりすることを防止することができる。
According to these modified examples, the
また、上記変形例のように、上下移動規定部40、42を設ける代わりに、あるいはこれを併用する態様で、図13に示すような構造にすることも可能である。すなわち、フレーム1側に歯車、ローラ、あるいは滑車等のガイド部材Gを取り付け、そのガイド部材Gを介して左方のペダル装置11Lと右方のペダル装置11Rとを、索部材(例えば、チェーン、ワイヤ、スプリング等)Wを用いて弛まないようにして連結すると共に、フレーム1に索部材Wを緊張させるテンショナーTを設けた構造を有する変形例にすることもできる。係る変形例によれば、左右のペダル装置11L、11Rは、素部材Wで連結されているので、ペダルが交互に踏み込まれる場合に、常に素部材Wにより連携して往復運動する。このため、左右のペダル装置が余分に上下運動するのを防止することができるものである。
Further, as shown in the above modification, instead of providing the vertical
また、駆動力伝達手段12の接触部材12aに接触するカム様接触部材12bとして、上記実施の形態以外に、図14(a)、(b)に示すように、長楕円形状のカム様接触部材44や、図14(c)、(d)のように、小円と、楕円とでなるカム様接触部材45、さらには、図15(a)のように三角形状に形成したもの46、あるいは多角形状のもの(図示はしない)、同(b)のように配置した小円と楕円とからなるカム様接触部材47(図14(c)のものとは、楕円の傾斜が異なる)、図15(c)のように小円と大円とでなるカム様接触部材48、同(d)のように、3個の小円を配置した態様のカム様接触部材49等を内転歯車5に設けてもよいものである。
Further, as the cam-like contact member 12b that contacts the contact member 12a of the driving force transmitting means 12, as shown in FIGS. 14 (a) and 14 (b), a cam-like contact member having an elliptical shape is used. 14 and a cam-
また、カム様接触部材12Lb、12Rbに、ローラ等の転がり部材を設け、これに接触部材12La、12Raを接触させるようにすることも可能である。又、接触部材12La、12Raに、ローラ等の転がり部材を設け、これにカム様接触部材12Lb、12Rbを接触させるようにすることも可能である。これらによれば、接触抵抗を小さくでき、接触による駆動力伝達機構における摩耗を低減することが可能となる。 It is also possible to provide a rolling member such as a roller on the cam-like contact members 12Lb and 12Rb so that the contact members 12La and 12Ra come into contact therewith. It is also possible to provide rolling members such as rollers on the contact members 12La and 12Ra so that the cam-like contact members 12Lb and 12Rb are brought into contact therewith. According to these, the contact resistance can be reduced, and wear in the driving force transmission mechanism due to the contact can be reduced.
また、本実施の形態では、駆動力伝達手段12L、12Rとして、接触部材とカム様接触部材(図7参照)からなる、接触による駆動力伝達機構で形成した場合について説明したが、これは接触部材に作用する重力の他に、踏み込み力といった駆動力の助けをかりてカム様接触部材12Lb、12Rbに接触させているのであるが、接触部材とカム様接触部材とが離反しないで確実に接触を維持させるために、例えば、コイルスプリングといったバネ手段、接触部材とカム様接触部材との間を自由に回転することができるようにして連結したリンク部材等を使用して不用意に接触部材がカム様接触部材から浮き上がって離脱するのを防止するようにしてもよいものである。 In the present embodiment, the driving force transmission means 12L, 12R has been described as being formed by a contact driving force transmission mechanism composed of a contact member and a cam-like contact member (see FIG. 7). In addition to the gravitational force acting on the member, the cam-like contact members 12Lb and 12Rb are brought into contact with the help of a driving force such as a stepping force. In order to maintain the contact member, the contact member is inadvertently used, for example, by using a spring member such as a coil spring, a link member connected so as to freely rotate between the contact member and the cam-like contact member, or the like. The cam-like contact member may be prevented from being lifted and separated.
また、接触部材とカム様接触部材とが常時追従するようにするために、いわゆる確動カムと類似の態様で構成するようにしてもよいのは勿論である。 Of course, the contact member and the cam-like contact member may be configured in a manner similar to a so-called positive cam in order to always follow.
また、ガイド手段10の上方に、図1に示すようなストッパ部51を設けるようにしてもよい。これにより、ペダル装置11に不用意な上方への力が作用しても、スライダ11bが上死点近傍でこのストツパ部51に食い止められることにより、不用意に浮き上がって上昇するのを阻止し、ペダル装置がガイド手段10から離脱するのを防止するようにすることができる。
Further, a stopper 51 as shown in FIG. 1 may be provided above the guide means 10. Thereby, even if an inadvertent upward force acts on the
また、上記実施の形態では、ガイド手段として、各側に2本のガイド棒10La、10Lb、10Ra、10Rbを並行配置した構成にしたが、これら各ガイド棒の横断面をコ字形状またはU字形状にし、その内部溝にガイドローラを転動するように配置するようにしてもよい。これにより、ペダル装置11L、11Rの上下動をより円滑で安定したものにすることが可能となる。
In the above embodiment, as the guide means, the two guide rods 10La, 10Lb, 10Ra, 10Rb are arranged in parallel on each side, but the cross section of each guide rod is U-shaped or U-shaped. You may make it shape and arrange | position so that a guide roller may roll in the internal groove | channel. As a result, the vertical movement of the
また、ガイド手段10L、10Rを、1本のガイド棒で形成してもよい。この場合も横断面コ字形状またはU字形状に形成し、その内部にガイドロ一ラないしはスライダ部材が上下運動の軌跡から逸脱しないような態様で収容し、転動ないしは摺動するようにすることもできる。 Further, the guide means 10L and 10R may be formed by a single guide rod. In this case as well, it is formed in a U-shape or U-shaped cross section, and the guide roller or slider member is accommodated in such a manner that it does not deviate from the trajectory of the vertical movement, so that it rolls or slides. You can also.
また、内転歯車5L、5Rと、国定歯車6L、6Rとの噛合状態が外部から見えないようにするため、内転歯車と固定歯車とを覆うようなカバーを取り付けてもよい。この場合、カバーに、ペダル装置11L、11Rの上下移動を許容するための、スリットを形成しておくとよい。なお、この場合に、このスリット自体が上記ガイド手段の機能を有するように形成することもできる。この変形例によれば、歯車5L、5R、6L、6Rの噛合部が汚れることを防止することができるようになる。
In order to prevent the meshing state between the internal rotation gears 5L and 5R and the nationally fixed
また、上記実施の形態では、駆動力取り出し手段として原動スプロケット13aと従動スプロケット13bとの間にチェーン13cを巻き掛けしてなる巻き掛けリンク機構で形成した場合について説明したが、例えば、図16に示すように、シャフトドライブシステムで動力を伝達する構造にすることも可能である。すなわち、原動スプロケット13aの代わりに、クランク軸3にベベル歯車81を一体回転可能に取り付け、従動側の後輸スプロケット13cの代わりにベベル歯車82を設け、チェーン13cの代わりに両端にベベル歯車83、84を有するドライブ軸85を設けた構造にしたものである。これによリ、ベベル歯車81をドライブ軸85のベベル歯車83に、べベル歯車82にドライブ軸85のべベル歯車84にそれぞれ噛合するようにしているため、チェーン13cのように弛むことがな<、ペダル11を踏み込んでこぐ力を、効率的に回転運動に変換して従動側に伝達することができる効果を有する。
Further, in the above embodiment, a case has been described in which the driving force extracting means is formed by a winding link mechanism in which the chain 13c is wound between the driving
また、上記実施形態では、クランク装置を、ペダルを足の踏み込み力でこぐ形態の通常タイプの自転車本体(フレーム)1に組み込んだ場合について説明したが、この代わりに、図17に示す変形例のように、車椅子部901にハンドサイクル部902を着脱自在に装着したり、あるいはハンドサイクル部902を固定的に取りつけたりすることにより形成されるタイプのハンドサイクル900のフレーム903に組み込み、手や腕の力で駆動させることも可能である。
Further, in the above-described embodiment, the case where the crank device is incorporated in the normal type bicycle main body (frame) 1 in which the pedal is pedaled with the stepping force of the foot has been described, but instead of the modified example shown in FIG. As described above, the
すなわち、本変形例では、クランク軸の左右両側のクランク腕を同じ位相角度の方向、つまり対称な配置構成となるような方向に伸ばし、その先端に上記実施形態のペダル10に相当するハンドル型ペダル905を取り付けた構成であり、それ以外の構成は上記実施形態と同じである。係る変形例において、ペダル機能を付与されたハンドル型ペダル905を左右の手で駆動すると、その駆動力は、内転歯車を回転させ、チェーン906等の回転力取り出し手段であるチェーン906を介して前輪907を駆動し、ハンドサイクル900を走行させることができる。
That is, in this modified example, the crank arms on both the left and right sides of the crankshaft are extended in the same phase angle direction, that is, in a symmetric arrangement configuration, and the handle type pedal corresponding to the
このため、上記変形例によれば、車椅子部901の搭乗者自身が手でハンドル型ペダル905を駆動させるだけの簡単な操作で、容易にハンドサイクル900を走行操作することができ、上記実施形態と同様に、エネルギー損失を抑制した状態で走行させることができるのは勿論のこと、脚力の乏しい高齢者や身障者等でも容易にハンドサイクルを操作でき、ひいては筋肉訓練、体力向上に資する効果を有する。
Therefore, according to the above-described modification, the rider of the
なお、上記変形例においては、ハンドル型ペダル905をハンドサイクル本体に対して左右対称に設けて、左右同時に駆動操作する場合であったが、いずれか片側にだけハンドル型ペダルを設けて駆動するようにした形態でも可能であるのは言うまでもない。
In the above modification, the
なおまた、係るハンドサイクルは、上記変形例で適用した車椅子型のハンドサイクルだけでなく、通常の自転車型のハンドサイクルにも応用することも可能である。 In addition, the hand cycle can be applied not only to the wheelchair type hand cycle applied in the modified example but also to a normal bicycle type hand cycle.
1 固定部材(乗り物本体)
1a べースプレート
2 軸受げ部
2a ジャーナル
3 クランク軸(出力軸)
4L 左クランク腕(クランク腕)
4R 右クランク腕(クランク腕)
5L 左側の内転歯車(内転歯車)
5R 左側の内転歯車(内転歯車)
6L 左側の固定歯車(固定歯車)
6R 右側の固定歯車(固定歯車)
10L、10R ガイド手段
10La、10Lb、10Ra、10Rb ガイド棒
11L、11R ペダル装置(入力部材)
11La、11Ra ペダル
11Lb、11Rb スライダ
12L、12R 駆動力伝達手段
12La、12Ra 接触部材
12Lb、12Rb カム様接触部材
13a 原動スプロケット
13b 従動スプロケット
13c チェーン
40、42 上方移動規定部
41、43 接触部材
44〜49 カム様接触部材
60、61、62 固定歯車
50、63 内転歯車
51 ストッパー部
81〜84 べベル歯車
85 ドライブ軸
110 ガイド手段
500 内転歯車
500b V字状溝
900 ハンドサイクル
901 車椅子部
902 ハンドサイクル部
905 ハンドル型ペダル
906 チェーン
907 前輪
L 固定歯車の軸心P1と上死点時の内転歯車の軸心P2とを結ぶ上下中心軸線
P1 固定歯車の軸心
P2 内転歯車の軸心
W 素部材
1 Fixed member (vehicle body)
1a Base plate
2 Bearing part
2a Journal
3 Crankshaft (output shaft)
4L left crank arm (crank arm)
4R right crank arm (crank arm)
5L left internal gear (internal gear)
5R left internal gear (internal gear)
6L left fixed gear (fixed gear)
6R right fixed gear (fixed gear)
10L, 10R guide means
10La, 10Lb, 10Ra, 10Rb guide bar
11L, 11R pedal device (input member)
11La, 11Ra pedal
11Lb, 11Rb slider
12L, 12R Driving force transmission means
12La, 12Ra contact member
12Lb, 12Rb Cam-like contact member
13a prime mover sprocket
13b driven sprocket
13c chain
40, 42 Upward movement regulation part
41, 43 Contact member
44-49 Cam-like contact member
60, 61, 62 fixed gear
50, 63 internal gear
51 Stopper section
81-84 bevel gear
85 drive shaft
110 Guide means
500 internal gear
500b V-shaped groove
900 hand cycle
901 Wheelchair
902 Hand cycle
905 Handle type pedal
906 chain
907 front wheel
L Vertical center axis connecting the axis P1 of the fixed gear and the axis P2 of the internal gear at the top dead center
P1 fixed gear shaft center
P2 Axle gear shaft
W Elementary material
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