JP4119953B2

JP4119953B2 - 自転車用回転動力伝達装置

Info

Publication number: JP4119953B2
Application number: JP2002382401A
Authority: JP
Inventors: 久蕪木
Original assignee: 久蕪木; 林紀久枝; 株式会社サカモトテクノ
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2008-07-16
Anticipated expiration: 2022-12-27
Also published as: JP2004210134A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自転車走行に際しクランクアームを回転させるペダルに対する踏み込み力の回転力への変換時の効率化を図って円滑な走行を可能にし、走行時のペダル踏み込みの負担を軽減できるようにした自転車用回転動力伝達装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自転車用回転動力伝達装置は、自転車のフレームに形成したクランク軸受によって、ペダルが設けられている左右のクランクアームを一体状に連繋するクランク軸を支承し、クランクアームの回転によって従動回転されるスプロケット歯車と、後輪用の従動スプロケット歯車との間で掛巡されている駆動チェーンによって後輪を回転させるものであって、この場合、スプロケット歯車の回転軸とクランク軸とは同軸上に配置された構造となっている。また近時においては、走行時のペダル踏み込みの負担を軽減するために、例えば変速制御機構やモータ駆動力を利用した電動補助自転車等が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来のようにスプロケット歯車の回転軸とクランク軸とが同軸上に配置されている場合では、走行時のペダル踏み込みに際し、スプロケット歯車に対し、左右のクランクアームの予め設定されているアーム長さに対応した回転モーメント（トルク）しか得られないために、走行時のペダル踏み込みの負担が掛かり過ぎてしまうことがあり、そうすると円滑な走行が不可能となり、身体に対する肉体的な疲労も大きくなるものであった。また、変速制御機構を使用した場合では、大小の複数の歯車の噛み合わせを変更させるために多段的なギヤチェンジ操作が必要とされ非常に煩わしいものとなる。一方、モータ駆動力を利用した電動補助自転車等ではこのモータの重量によって自転車自体が重量的にも形態的にも嵩張るものとなり取扱いが面倒なものとなるのである。しかもモータ駆動力の利用はそのための動力源、例えば蓄電池の搭載が必要であるからなお一層重量的にも嵩張るのであり、そのための充電操作も煩わしく、また高価なものとならざるを得ないものである。しかも駆動モータ出力の調整によるものでは走行路面の状態を適切に検出してこれに対応した出力を調整する必要があり、これを手動操作で行なうとしても面倒なものである。
【０００４】
そこで、本発明は叙上のような従来存した諸事情に鑑み創出されたもので、自転車走行に際し回転させるクランクアームのペダルに対して踏み込みの負担を軽減し、しかも踏み込み力の回転力への変換時の効率化を図って円滑な走行を可能にした簡易な構造による自転車用動力伝達装置を提供することを目的とするものであり、必要があれば車椅子の走行輪の回転伝達機構としても利用できるようにするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、本発明にあっては、自転車１０のフレーム１１に回転可能に枢着され、ペダル１４が設けられている左右のクランクアーム１５の回転によって従動回転されるスプロケット歯車６と、後輪用の従動スプロケット歯車１７との間で掛巡されている駆動チェーン１６によって後輪を回転させる自転車用回転動力伝達装置であって、クランクアーム１５における入力側回転モーメントとスプロケット歯車６における出力側回転モーメントとを互いに異ならしめるようクランク軸１３に対して偏心配置されたスプロケット歯車６に、偏心回転可能な中間板１を連繋配置して成る駆動伝達機構Ｐを備えたものである。
駆動伝達機構Ｐは、フレーム１１に固定した支承固定円板２の偏心位置に設けた軸受孔２Ｃにクランク軸１３を回転可能に貫挿して支承固定円板２と対向配置したクランクアーム回転板３の回転中心に連結すると共に、支承固定円板２に対し中央を回転可能に枢着したドーナツ型のスプロケット歯車６の一側面に中間板１の一側面を回転可能に連繋し、クランクアーム回転板３に対し中間板１の他側面を回転可能に連繋し、クランク軸１３に対して中間板１が偏心回転可能となるようにクランク軸１３と係合するガイド長溝孔１Ａを中間板に設けて成るものとできる。
クランク軸１３には、ガイド長溝孔１Ａに係合されたガイド用スライドカム４を介して中間板１がスライド自在に連繋され、ガイド用スライドカム４、クランクアーム回転板３それぞれは、各一端が中間板１に回転可能に枢着された一対の第一リンクアーム５Ａ，５Ｂそれぞれの他端に回転可能に枢着され、スプロケット歯車６側面、中間板１側面それぞれは第二リンクアーム５Ｃ，５Ｄを介して回転可能に連繋して成るものとできる。
中間板１は、ガイド長溝孔１Ａが楕円短軸に合致した楕円形状に形成されていたり、また支承固定円板２の軸受孔２Ｃに支承されたクランク軸１３は、スプロケット歯車６の中心軸位置に対し、後輪用の従動スプロケット歯車１７の回転軸と反対位置に配置されていたりすることができる。
【０００６】
以上のように構成された本発明に係る自転車用動力伝達装置にあって、ペダル１４に対する踏み込みによるクランクアーム１５の回転は、当該クランクアーム１５に一体のクランクアーム回転板３、ガイド用スライドカム４それぞれを回転させ、ガイド長溝孔１Ａに係合しているガイド用スライドカム４、クランクアーム回転板３相互間に回転可能に介設された第一リンクアーム５Ａ，５Ｂによって楕円形状の中間板１を偏心回転させる。このときガイド用スライドカム４はガイド長溝孔１Ａに沿って相対スライドしながら中間板１を略円形の軌道に沿って円滑に回転させる。
そして中間板１側面に連繋している第二リンクアーム５Ｃ，５Ｄを介してドーナツ型のスプロケット歯車６を中央の支承固定円板２の周りに回転させながら、スプロケット歯車６に円滑に回転力を伝達させ、駆動チェーン１６を介して後輪用の従動スプロケット歯車１７を従動回転させる。
こうして駆動伝達機構Ｐによる中間板１は、クランクアーム回転板３とスプロケット歯車６との間で偏心回転運動を行わせられ、クランクアーム回転板３における入力側回転モーメントとスプロケット歯車６における出力側回転モーメントとを互いに異ならしめるように作動させるものとなる。
ガイド長溝孔１Ａが楕円短軸に合致した楕円形状に形成され、偏心回転する中間板１は、クランクアーム回転板３における入力側回転モーメントに対し、スプロケット歯車６における出力側回転モーメントを小さくさせ、これにより駆動チェーン１６を介して後輪用の従動スプロケット１７を常時一定のペダル１４に対する踏み込み力で略定速度で自転車１０を走行させる。
スプロケット歯車６の中心軸位置に対し、後輪用の従動スプロケット歯車１７の回転軸と反対位置に配置されている支承固定円板２の軸受孔２Ｃに支承されているクランク軸１３は、クランクアーム１５の回転中心位置に対する中間板１の偏心距離を有効な大きさに設定可能にさせる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明するに、図において示される符号１０は本発明に係る自転車用動力伝達装置が組み込み配装される自転車であり、自転車１０におけるフレーム１１下部に設けられているクランク軸受（図示せず）に対し回転自在に支承された後述するクランクアーム回転板３の回転中心に一方のクランクアーム１５と共に一体となって開穿形成した角形孔状の嵌合孔１２に、クランク軸１３の一端に形成した矩形状の突部を嵌め込んである。そしてクランク軸受（図示せず）に対し回転自在に支承され、クランクアーム回転板３の回転中心に同軸であって、しかも偏心した位置に開穿形成した後述する支承固定円板２の円形孔状の軸受孔２Ｃにクランク軸１３を回転可能に嵌挿し、クランク軸１３の他端に形成した矩形状の突部を他方のクランクアーム１５の嵌合孔１２に嵌合してある。このときクランクアーム１５に支承した他端のペダル１４に対する踏み込みに伴ない回転されるクランクアーム１５によって回転させることにより、自転車用動力伝達装置によって動力が効率良く伝達されることで駆動チェーン１６を介して後輪用の従動スプロケット歯車１７を円滑に従動回転させるようになっている。
【０００８】
そして本発明に係る自転車用動力伝達装置自体は、フレーム１１のクランク軸受側方にクランク軸１３によって連結されたクランクアーム回転板３における入力側回転モーメントと、フレーム１１に固定させてある支承固定円板２に回転可能に嵌め合わせたドーナツ型のスプロケット歯車６における出力側回転モーメントとを互いに異ならしめるようクランク軸１３に対して偏心配置されたスプロケット歯車６に、偏心回転可能な中間板１を連繋配置して成る駆動伝達機構Ｐを備えている。この駆動伝達機構Ｐは、互いにずらして配置されたクランクアーム回転板３とスプロケット歯車６との間に係合配置された状態で偏心回転可能となる中間板１を備えることによって、例えば片寄りのある２軸間に運動を伝える所謂オルダム式食い違い継手機構の如く形成されている。
【０００９】
具体的な駆動伝達機構Ｐの構成としては、嵌合孔１２位置からペダル１４位置にかけて円弧状に湾曲形成させて成るクランクアーム１５の回転に伴ない異なるペダル１４位置に対応して例えば図４に示すように中心位置が略円形に近い軌道を描くような偏心回転運動をして相互に片寄りのあるスプロケット歯車６、クランクアーム回転板３それぞれの２軸間に運動を伝える略楕円形状を呈する中間板１を係合配置し、スプロケット歯車６と後輪用の従動スプロケット歯車１７との間で掛巡されている駆動チェーン１６を回転循環させるものとしてある。
【００１０】
図１に示すように、楕円形状の中間板１には、楕円短軸に合致した状態でガイド長溝孔１Ａが穿設されており、このガイド長溝孔１Ａは、略菱形板状の後述するガイド用スライドカム４中央の幅広部が係合可能な幅員を有する細長状に形成されている。尚、ガイド長溝孔１Ａは図示のように、１本の長円状に形成されている場合に限らず、ガイド用スライドカム４の菱形一辺が両端側で合致するような１本の細長状に潰れた平行四辺形状に形成されることもある。
【００１１】
クランク軸１３には、ガイド長溝孔１Ａに係合されたガイド用スライドカム４を介して中間板１がスライドするように連繋されている。すなわちガイド用スライドカム４は、中央に開穿形成した中央孔部４Ａに回転可能に嵌挿させた前記クランク軸１３を介して、クランクアーム１５の回転に従動回転するクランクアーム回転板３の回転中心を支承させた状態で中間板１の一側面側からガイド長溝孔１Ａに遊嵌してある。尚、クランク軸１３は、図３に示すように、中間板１、クランクアーム回転板３、支承固定円板２それぞれを、それらの相互間に所定間隔を配して支承するように適当なスペーサーを設けてある。
【００１２】
またガイド用スライドカム４、クランクアーム回転板３それぞれは、各一端が中間板１に回転可能に枢着された一対の第一リンクアーム５Ａ，５Ｂそれぞれの他端に回転可能に枢着してある。すなわちガイド用スライドカム４の両端は、一対の第一リンクアーム５Ａ，５Ｂの各一端側を回転可能に支承した状態でクランクアーム回転板３にネジ止め等によってそれぞれ締結固定されている。そして一対の第一リンクアーム５Ａ，５Ｂの各他端側は、中間板１中央のガイド長溝孔１Ａに対して対称位置となるようにして中間板１側面に回転可能に枢着されている（図２参照）。
【００１３】
支承固定円板２は、この円周一端側に軸受孔２Ｃを穿設した厚肉円形部２Ａと、厚肉円形部２Ａの外周に延設された薄肉環状縁部２Ｂとを形成し、軸受孔２Ｃには自転車のフレーム１１に支承されるクランク軸１３が回転自在に挿通されるようになっていて、クランクアーム１５の回転中心軸Ｑに軸受孔２Ｃが合致されることでフレーム１１に固定されている。すなわち支承固定円板２の軸受孔２Ｃには当該軸受孔２Ｃ内周に嵌め込まれた例えばボールベアリング等のラジアル軸受けを介してクランク軸１３が回転可能に枢着されており、このクランク軸１３を介して前記クランクアーム回転板３の回転中心が回転可能となるように支承固定円板２に支承されている。そして厚肉円形部２Ａと薄肉環状縁部２Ｂとによって形成される段差位置には、例えば複数のベアリングを介設する等してドーナツ型のスプロケット歯車６中央の円形開口部６Ａを回転可能に係合させるものとなっており、スプロケット歯車６が支承固定円板２の係合位置から逸脱せずに支承固定円板２の周りをスムーズに回転できるよう係合箇所を覆う程度の直径を有するボールベアリングを係合箇所に当てがうようにしてネジ止め固定してある。
【００１４】
またスプロケット歯車６、中間板１の相対向する側面は、一対の第二リンクアーム５Ｃ，５Ｄを介して、中間板１に対してスプロケット歯車６が回転可能となるように連繋してある。すなわち中央のクランク軸１３に対して対称位置に配した第二リンクアーム５Ｃ，５Ｄは、当該クランク軸１３と互いに干渉しないようにクランク軸１３位置を避けるように円弧状に湾曲した形状を呈し、且つスプロケット歯車６、中間板１の相対向する側面によって第二リンクアーム５Ｃ，５Ｄがきっちりと挟み込まれずに若干離間された状態を保持するために第二リンクアーム５Ｃ，５Ｄの長手方向に沿った側面形状が中央で若干傾斜している。そしてこの第二リンクアーム５Ｃ，５Ｄの一端はスプロケット歯車６の側面に回転可能に枢着され、他端は中間板１の側面にネジ止め等によって締結固定されている。このとき第二リンクアーム５Ｃ，５Ｄのスプロケット歯車６に対する枢着箇所は、円形開口部６Ａに対して左右対称位置にあり、また中間板１に対する締結固定箇所は、前記ガイド長溝孔１Ａに対して左右対称位置にある。
【００１５】
図４に示すように、このスプロケット歯車６側面の対称位置にある第一リンクアーム５Ａ，５Ｂの長さは、クランク軸１３と同軸回転するガイド用スライドカム４の長さに対して長くなるように設定してある。また、クランク軸１３に対してスプロケット歯車６の回転中心が偏心しているため、ペダル１４からスプロケット歯車６の回転中心までの距離Ｌ２は、ペダル１４からクランク軸１３までの距離Ｌ１よりも大きくなる。
【００１６】
フレーム１１の両側に位置する左右のクランクアーム１５夫々は、フレーム１１におけるクランク軸受（図示せず）内で相互に、クランクアーム回転板３における回転中心と同軸となるクランク軸１３に対して左右のクランクアーム１５夫々の一端に設けた角孔状の嵌合孔１２に嵌合させることで、左右で一体状に連繋されていて、クランクアーム１５の回転によってクランク軸１３、クランクアーム回転板３は一体に回転されるものとしてある。またクランク軸１３を回転可能に支承するフレーム１１に固定された支承固定円板２の軸受孔２Ｃは、スプロケット歯車６の回転中心軸に対し、後輪用の従動スプロケット歯車１７の回転軸と例えば反対位置に配置されている（図１２参照）。尚、支承固定円板２の周りでスプロケット歯車６を円滑に回転させるために、支承固定円板２の薄肉環状縁部２Ｂとスプロケット歯車６の円形開口部６Ａとの間に例えば複数のベアリング等を介挿してあるが、この他、円盤状の支承固定円板２の周縁に配した複数のローラーを介して支承固定円板２の周囲でスプロケット歯車６が抜脱されることなく回転されるようにしても良い（図示せず）。
【００１７】
次に図４乃至図１１を参照してクランクアーム１５の回転に伴なうクランクアーム回転板３、中間板１、スプロケット歯車６を介しての駆動チェーン１６の作動について説明すると、従動スプロケット歯車１７とスプロケット歯車６との間で掛巡されている駆動チェーン１６によってスプロケット歯車６は従動スプロケット歯車１７側に常時牽引されている状態にあるのである。そしてこの牽引されている状態でペダル１４に対する踏み込みによりクランクアーム１５が回転すると、当該クランクアーム１５に一体のクランクアーム回転板３、ガイド用スライドカム４それぞれが回転し、ガイド長溝孔１Ａに係合しているガイド用スライドカム４、クランクアーム回転板３相互間を連繋すべく介設された第一リンクアーム５Ａ，５Ｂによって楕円形状の中間板１が偏心回転する。このときガイド用スライドカム４はガイド長溝孔１Ａに沿って相対スライドしながら中間板１を略円形の軌道に沿って円滑に回転させる。そして中間板１側面に連繋している第二リンクアーム５Ｃ，５Ｄを介してドーナツ型のスプロケット歯車６を中央の支承固定円板２の周りに回転させながら、スプロケット歯車６に円滑に回転力を伝達し、駆動チェーン１６を介して後輪用の従動スプロケット歯車１７を従動回転させる。
【００１８】
このときガイド長溝孔１Ａに係合されているガイド用スライドカム４の両端がクランクアーム回転板３によって中間板１を回転させるときの力のモーメントがかかる位置すなわち入力点Ｘとなる。一方、一端が中間板１に連繋されている第二リンクアーム５Ｃ，５Ｄの他端が中間板１によってスプロケット歯車６を回転させるときの力のモーメントがかかる位置すなわち出力点Ｙとなる。こうして駆動伝達機構Ｐによる中間板１は、クランクアーム回転板３とスプロケット歯車６との間で偏心回転運動を行い、クランクアーム回転板３における入力側回転モーメントとスプロケット歯車６における出力側回転モーメントとを互いに異ならしめるように作動するものとなる。
【００１９】
またクランクアーム回転板３のクランク軸１３を回転させるためのペダル１４位置が作用点となるとすれば、その作用点で、スプロケット歯車６を回転させている結果になる。このときクランクアーム回転板３の中心位置がスプロケット歯車６の中心位置からずれているので、そのずれた分だけ実質的に、クランクアーム１５の長さが大きくなっている。そのため、梃子作用により、作用点位置が中心から離れて大きくなれば作用点に掛かる力は小さくて済むので楽にペダル１４を踏むことができ、平坦地でも、登り坂等の坂道でも同様に軽くこぐことができるのである。
【００２０】
すなわち図５に示すように、例えばクランクアーム回転板３の回転中心に同軸となる支承固定円板２の軸受孔２Ｃ位置が、スプロケット歯車６の回転中央部位に対して後輪用の従動スプロケット歯車１７の回転軸と反対位置に配置されている場合において、クランクアーム１５が上下方向にある位置（図５参照）からペダル１４を前側へ向けて回転させ、クランクアーム１５が３０度で回転した位置（図６参照）、クランクアーム１５が６０度で回転した位置（図７参照）、クランクアーム１５が９０度で回転した位置（図８参照）、クランクアーム１５が１２０度で回転した位置（図９参照）、クランクアーム１５が１５０度で回転した位置（図１０参照）を経て１８０度の反転状態に至るまで位置（図１１参照）まで回転する間に、ペダル１４位置からクランクアーム回転板３の回転中心までのクランクアーム１５の距離Ｌ１に対して、ペダル１４位置からスプロケット歯車６の回転中心までの距離Ｌ２が大きいため、実質的にクランクアーム１５の距離Ｌ１が長くなって力のモーメントの作用点までの長さが伸びた状態となる。
【００２１】
しかもスプロケット歯車６側面の対称位置にある第二リンクアーム５Ｃ，５Ｄ同士の間隔幅が、クランク軸１３に対する対称位置にあるガイド用スライドカム４の長さに対して長くなるように設定してあるため、ペダル１４に一定の踏み込み力が働いた場合、クランクアーム回転板３、スプロケット歯車６それぞれに対するトルクの関係により、スプロケット歯車６に対し高出力トルクが得られるのである。換言すれば、ペダル１４にかかる踏み込み力が小さくても一定のトルクの作用によってスプロケット歯車６を常に円滑に回転させることができるのである。
【００２２】
これによりクランク軸１３に対して偏心回転する中間板１を介して常に一定のトルクをスプロケット歯車６に付与させ、駆動チェーン１６を介して従動スプロケット歯車１７を効率良く円滑に回転させるのである。しかも中央の支承固定円板２の周りを回転するドーナツ型のスプロケット歯車６側面の対称位置にそれぞれ２個にして配列形成してある第二リンクアーム５Ｃ，５Ｄにより、これが支承固定円板２の軸受孔２Ｃに対して対称位置に離隔配置された作用点となってスプロケット歯車６自体に一定の偶力を発生させるため、当該スプロケット歯車６に効率良く円滑に回転力を伝達させるものとなってペダル１４に対する踏み込みの負担を軽減させるのである。
【００２３】
次に自転車１０への駆動伝達機構Ｐの組込みを説明すると、ペダル１４を連繋しているクランクアーム１５の回転中心であるクランク軸１３は、クランクアーム回転板３の回転中心と同軸となってフレーム１１に回転可能に支承配置される。このときスプロケット歯車６の中心軸位置は、クランク軸１３位置よりも進行方向の後方に位置させた状態で、支承固定円板２の中心位置に対して偏心した位置で回転可能に支承配置される。尚、クランク軸１３はフレーム１１の左右に矩形状の突部を突設させ、その突部に左右のクランクアーム１５それぞれの角形孔状の嵌合孔１２を嵌め込み固着するのであり、フレーム１１に固定される支承固定円板２の軸受孔２Ｃに回転自在に支承したクランク軸１３は、フレーム１１にしっかりと回転自在に支承されるものとなるのである。
【００２４】
尚、駆動チェーン１６を掛巡させるスプロケット歯車６の回転中心に対して、クランクアーム１５の回転中心位置である支承固定円板２の軸受孔２Ｃを通る中央回転軸Ｑを形成するクランク軸１３位置は、自転車１０の進行方向の前後、上下のいずれであっても良く、自転車１０に乗る人のクランクアーム１５、ペダル１４に対する踏み込み容易な位置に設定されていれば良い。
【００２５】
【発明の効果】
上記説明したように本発明の構成によれば、自転車１０の走行に際し回転させるペダル１４に対して踏み込みの負担を軽減し、しかも踏み込み力の回転力への変換の効率化を図って円滑な走行を可能にする。
【００２６】
すなわちこれは本発明が、クランクアーム１５における入力側回転モーメントとスプロケット歯車６における出力側回転モーメントとを互いに異ならしめるようクランク軸１３に対して偏心配置されたスプロケット歯車６に、偏心回転可能な中間板１を連繋配置して成る駆動伝達機構Ｐを備えたからであり、これにより、偏心回転する中間板１を介して常に一定のトルクをスプロケット歯車６に付与させ、駆動チェーン１６を介して従動スプロケット歯車１７を効率良く円滑に回転させるのである。
【００２７】
また駆動伝達機構Ｐは、フレーム１１に固定した支承固定円板２の偏心位置に設けた軸受孔２Ｃにクランク軸１３を回転可能に貫挿して支承固定円板２と対向配置したクランクアーム回転板３の回転中心に連結すると共に、支承固定円板２に対し中央を回転可能に枢着したドーナツ型のスプロケット歯車６の一側面に中間板１の一側面を回転可能に連繋し、クランクアーム回転板３に対し中間板１の他側面を回転可能に連繋し、クランク軸１３に対して中間板１が偏心回転可能となるようにクランク軸１３と係合するガイド長溝孔１Ａを中間板に設けて成るので、クランクアーム回転板３と、スプロケット歯車６との間における中間板１の周期的な偏心回転運動により、クランクアーム１５を回転させるペダル１４に対する踏み込み力の回転力への変換時の動力を的確に伝えることができる。
【００２８】
クランク軸１３には、ガイド長溝孔１Ａに係合されたガイド用スライドカム４を介して中間板１がスライド自在に連繋され、ガイド用スライドカム４、クランクアーム回転板３それぞれは、各一端が中間板に回転可能に枢着された一対の第一リンクアーム５Ａ，５Ｂそれぞれの他端に回転可能に枢着され、スプロケット歯車６側面、中間板１側面それぞれは第二リンクアーム５Ｃ，５Ｄを介して回転可能に連繋して成るので、クランクアーム回転板３の回転をスプロケット歯車６に円滑に伝達できるものである。しかも、第一リンクアーム５Ａ，５Ｂ、第二リンクアーム５Ｃ，５Ｄ相互間における中間板１のガイド長溝孔１Ａにガイド用スライドカム４を係合配置させているため、ガイド長溝孔１Ａからのガイド用スライドカム４の離脱を未然に防止することができる。しかも第一リンクアーム５Ａ，５Ｂ、第二リンクアーム５Ｃ，５Ｄは、これらが中央の支承固定円板２の偏心した回転軸に対して対称位置に離隔配置されたトルク作用点となってスプロケット歯車６自体に偶力を発生させるものとなり、これによりスプロケット歯車６に効率良く円滑に回転力を伝達させることができペダル１４に対する踏み込み力を軽減させることができる。
【００２９】
中間板１は、ガイド長溝孔１Ａが楕円短軸に合致した楕円形状に形成されているので、偏心回転する中間板１によって、クランクアーム回転板３における入力側回転モーメントに対し、スプロケット歯車６における出力側回転モーメントを小さくできる。これにより駆動チェーン１６を介して後輪用の従動スプロケット１７を常時一定のペダル１４に対する踏み込み力で略定速度で自転車１０を走行させることができる。
【００３０】
支承固定円板２の軸受孔２Ｃに支承されたクランク軸１３は、スプロケット歯車６の中心軸位置に対し、後輪用の従動スプロケット歯車１７の回転軸と反対位置に配置されているので、クランクアーム１５の回転中心位置に対する中間板１の偏心距離を有効な大きさに設定させることができる。
【００３１】
また本発明に係る駆動伝達機構Ｐは、自転車１０における動力伝達のみならず、各種の動力伝達手段としての利用が可能であり、例えば車椅子の走行輪等の特に人力を使用する動力伝達手段に使用するにも好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における分解斜視図である。
【図２】同じく要部の斜視図である。
【図３】図２におけるＸ−Ｘ断面図である。
【図４】同じく本発明装置の動作を説明する側面図であり、（ａ）はクランクアームが上下方向の位置にある状態を示し、（ｂ）はクランクアームが９０度で回転された位置にある状態を示す。
【図５】同じく自転車の走行中における本発明装置の動作を説明するもので、クランクアームが上下方向にある状態の側面図である。
【図６】同じくクランクアームが上下方向に対して３０度で回転した状態における側面図である。
【図７】同じくクランクアームが同様に６０度で回転した状態における側面図である。
【図８】同じくクランクアームが同様に９０度で回転した状態における側面図である。
【図９】同じくクランクアームが同様に１２０度で回転した状態における側面図である。
【図１０】同じくクランクアームが同様に１５０度で回転した状態における側面図である。
【図１１】同じくクランクアームが同様に１８０度で半回転した状態における側面図である。
【図１２】同じく本発明装置が装着された自転車全体の側面図である。
【符号の説明】
Ｐ…駆動伝達機構Ｑ…中央回転軸
Ｘ…入力点Ｙ…出力点
Ｌ１…ペダルからクランク軸の中心位置までの距離
Ｌ２…ペダルからスプロケット歯車の回転中心位置までの距離
１…中間板１Ａ…ガイド長溝孔
２…支承固定円板２Ａ…厚肉円形部
２Ｂ…薄肉環状縁部２Ｃ…軸受孔
３…クランクアーム回転板４…ガイド用スライドカム
４Ａ…中央孔部５Ａ，５Ｂ…第一リンクアーム
５Ｃ，５Ｄ…第二リンクアーム６…スプロケット歯車
６Ａ…円形開口部
１０…自転車１１…フレーム
１２…嵌合孔１３…クランク軸
１４…ペダル１５…クランクアーム
１６…駆動チェーン１７…従動スプロケット歯車

Claims

自転車のフレームに回転可能に枢着され、ペダルが設けられている左右のクランクアームの回転によって従動回転されるスプロケット歯車と、後輪用の従動スプロケット歯車との間で掛巡されている駆動チェーンによって後輪を回転させる自転車用回転動力伝達装置であって、クランクアームにおける入力側回転モーメントとスプロケット歯車における出力側回転モーメントとを互いに異ならしめるようクランク軸に対して偏心配置されたスプロケット歯車に、偏心回転可能な中間板を連繋配置して成る駆動伝達機構を備えたことを特徴とする自転車用回転動力伝達装置。
駆動伝達機構は、フレームに固定した支承固定円板の偏心位置に設けた軸受孔にクランク軸を回転可能に貫挿して支承固定円板と対向配置したクランクアーム回転板の回転中心に連結すると共に、支承固定円板に対し中央を回転可能に枢着したドーナツ型のスプロケット歯車の一側面に中間板の一側面を回転可能に連繋し、クランクアーム回転板に対し中間板の他側面を回転可能に連繋し、クランク軸に対して中間板が偏心回転可能となるようにクランク軸と係合するガイド長溝孔を中間板に設けて成る請求項１記載の自転車用回転動力伝達装置。
クランク軸には、ガイド長溝孔に係合されたガイド用スライドカムを介して中間板がスライド自在に連繋され、ガイド用スライドカム、クランクアーム回転板それぞれは、各一端が中間板に回転可能に枢着された一対の第一リンクアームそれぞれの他端に回転可能に枢着され、スプロケット歯車側面、中間板側面それぞれは第二リンクアームを介して回転可能に連繋して成る請求項１または２記載の自転車用回転動力伝達装置。
中間板は、ガイド長溝孔が楕円短軸に合致した楕円形状に形成されている請求項１乃至３のいずれか記載の自転車用回転動力伝達装置。
支承固定円板の軸受孔に支承されたクランク軸は、スプロケット歯車の中心軸位置に対し、後輪用の従動スプロケット歯車の回転軸と反対位置に配置されている請求項１乃至４のいずれか記載の自転車用回転動力伝達装置。