JP5382834B1 - アーム踏込式自転車 - Google Patents

Abstract

【課題】足踏み運動で動かす自転車。
【解決手段】
フリーハブボディ（１）から、先端を踏み込み用のペダル（２）とするアーム（３）を直接伸ばす。これを右足用と左足用としてペアに構成した足踏み式自転車。
【選択図】図１

Description

足踏み運動で自転車を動かす仕組みに関するものである。

従来から様々な自転車の仕組みが考えられている。

なお、この出願はこの出願時には未公開の同出願人による特願２０１２−１４４６８６のと同じ原理による、実施例の追加に相当する内容のものである。

特開２００３−３２７１９０ 特開２０１２−２５２４５ 特開昭４９−０３２３３３ 特開昭６１−２７８４８３ 特開平０６−２８５１１７ 実公昭０６−０１３８０１

足踏み運動を動力とする自転車には次のような課題がある。

特開２００３−３２７１９０に関しては、元々ギア機構というのが存在するのであるし、この技術レベルでの「テコの原理」の効果は小さく、ただ単に機構を複雑にしているだけで、この先行技術での効果やメリットは小さい。

駆動輪である後輪の右側に、右足用のアームの回転支点部分に設置してあるはめ込み穴を、スプラインに沿ってはめ込む形で、右足用のフリーハブボディから、先端を踏み込み用のペダルとする右足用のアームを直接伸ばし、前記後輪の左側に、左足用のアームの回転支点部分に設置してあるはめ込み穴を、スプラインに沿ってはめ込む形で、左足用のフリーハブボディから、先端を踏み込み用のペダルとする左足用のアームを直接伸ばす足踏み式自転車。

＝動作原理＝
従来からある一般の自転車において、チェーンとスプロケットでフリーハブボディ（１）を回転させる構造になっているのを、アーム（３）でこの働きを代行して実現させるように工夫したものである

＝詳細な説明＝
フリーハブボディ（１）とは、後輪（１０）のハブ（７）の両側に右足用と左足用と別々に設置してあり、内部にフリーホイール機能が組み込まれている部品で、この外殻にはスプライン（４）が設置してあり、これに沿って組み込めるように、アーム（３）の回転支点部分（５）にはめ込み穴（６）が設置してあり、この様にはめ込む形でフリーハブボディ（１）とアーム（３）とは組み立てられている。（図１０参照）

ハブ（７）にはスポーク（８）（一部のみ図示）が設置してあり、これらで後輪（１０）を形成している。

フリーホイール機能とは、ラチェット機構や、ワンウエイクラッチ機構（ローラークラッチ機構）、スターラチェット機構、などの構造より成るもので、ペダルを踏んだときだけ後輪を回転させ自転車を前進させる機能の事である。

特許文献１ 特開２００３−３２７１９０との対比説明。
図１１の（Ａ）で先行技術のアーム（１１）に加わる力は後輪の歯車（１２）にはテコの原理でa/b倍の力が加わる。
しかるに本願発明の場合（Ｂ）では、アーム（３）が先行技術の後輪の歯車相当部分（１３）に加わる力はa'/r倍となり、これはa'>a且つr<bなので値は先行技術よりずっと大きくなり、本願発明は、よりシンプルな構造であるにもかかわらず、より効果的にテコの原理を応用している事になる。

特許文献２ 特開２０１２−２５２４５は、両足で踏み込むもので、このままでは本願発明のようなに一般的な自転車には応用出来ない。

特許文献３ 特開昭４９−０３２３３３との対比説明。
この先行技術のロッド１（本願のアームに相当）は直接後輪の軸に回転自在に設置されているけれど、本願発明のアーム（３）はフリーホイール機構を内装するフリーハブボディ（１）を介して後輪軸（９）に接続されているので、この先行技術と本願とではアームの基本構造が異なるところの異なる発明である。

特許文献４ 特開昭６１−２７８４８３との対比説明
この先行技術には本願のようにフリーホイール機能を内装していてアームを取り付けるようなフリーハブボディに対応する場所がないので、この先行技術から本願発明を想定できるはずがない。
又、本願発明の後輪軸（９）は単純な棒状の軸の形態だけれど、この先行技術に於いてこれに対応する部分は、固定軸（１２）フランジ板（１５）固定ナット（１６）などで構築された複雑な構造体のものであり、とても「軸」という形態とはなっていない。この様に、後輪の軸という基本構造からして引用発明と本願発明とは異なっている、異なる発明である。

特許文献５ 特開平０６−２８５１１７との対比説明
この先行技術のレバー１１はラチェット車装置６に接続されていて本願発明と似ている。しかし、レバー１１だけでは機能せずその先に接続されているトグルジョイント機構Ａを介して動作するように構成されている。つまり、この先行技術を見たらレバー１１だけでは機能しないことが判るだけで、本願発明と同じものを想定できるはずがない。

特許文献６ 実公昭０６−０１３８０１との対比説明
この先行技術のアーム（管状伝導杵ｂ）は直接後輪車軸ａに回転自在に設置されているけれど、本願発明のアーム（３）はフリーホイール機構を内装するフリーハブボディ（１）を介して後輪軸（９）に接続されているので、この先行技術と本願とではアームの基本構造が異なるところの異なる発明である。

その１
アーム（３）が直接フリーホイール機構を内装しているフリーハブボディ（１）に作用するので、足踏み運動のエネルギーをロスする事無く伝える事が出来る。

その２
従来の自転車のペダルを漕ぐというのは、実は足が回転運動をしている訳であり、足をあげる高さはある一定の決められた高さ迄あげなければ自転車を前進させる事は出来ない。しかしこの発明であれば、足踏み往復運動はどのような高さの位置、振幅の大きさの運動でも可能なので、様々な体力の人に対応出来る。

その３
従来のチェーンをペダルで漕ぐ方式の自転車の場合でのペダルが回転する半径と、本願発明のアームが円弧運動する時の半径とは明らかに本願発明の方が大きい値である。多くの自転車を計測の結果最低でも３倍は本願発明の方が長い。つまり、テコの原理で従来の自転車より３倍以上の力で後輪を回転させる事が可能となる。

は、実施例１のアームが上がっている時の側面図。 は、実施例１のアームが下がっている時の側面図。 は、実施例１の平面図。 は、実施例２のアームが上がっている時の側面図。 は、実施例２のアームが下がっている時の側面図。 は、実施例２の平面図。 は、実施例３のアームが上がっている時の側面図。 は、実施例３のアームが上がっている時の側面図。 は、実施例３の平面図。 は、フリーハブボディとアームの組立図 は、先行技術との対比説明図

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
アーム（３）先端のペダル（２）部分を足で踏み込むとフリーハブボディ（１）へ力が伝わり後輪（１０）が回転する。次に足の力を抜くと、フリーハブボディ（１）に内装されているフリーホイール機構の働きで後輪（１０）との接続がフリーになりそのまま自転車は前進し続けながらも、スプリング（１６）が戻る力でアーム（３）が上へ上がり再び足でペダル（２）部分を踏み込む事が出来る様になり、これを右足と左足と連続して行う事により自転車は前進する。

従来の一般的自転車でのフレーム形態。
図１、図２、図３

サドル（１５）を設置しないで立ち位置で乗る事ができる様にしたフレーム構造の自転車。
図４、図５、図６

実施例２のフレーム構造でサドル（１５）も設置した例。
図７、図８、図９

内装型ギア機構を後輪のハブ（７）に追加構成した本願発明自転車。

内装型ギア機構を後輪のフリーハブボディ（１）に追加構成した本願発明自転車。

ハブ（７）とフリーハブボディ（１）とを一体化した本願発明自転車。

フリーハブボディ（１）の形態を例えば大きくしたりして、より大きな力でも耐えられるようにした本願発明自転車。

１ フリーハブボディ
２ ペダル
３ アーム
４ スプライン
５ 回転支点部分
６ はめ込み穴
７ ハブ
８ スポーク（一部のみ表示）
９ 後輪軸
１０ 後輪
１１ 先行技術のアーム
１２ 後輪の歯車
１３ 後輪軸
１４ 回転支点
１５ 回転支点=後輪軸
１６ スプリング
１７ サドル
１８ フレーム
１９ ハンドル
２０ 前輪
２１ 下ストッパー
２２ 上ストッパー

Ａ 先行技術のアーム
Ｂ 本願発明のアーム

a 先行技術のアームの回転支点からの長さ
b 先行技術の回転支点から作用部分までの長さ
a' 本願発明のアームの回転支点からの長さ
r 先行技術の後輪軸受の半径、及び本願発明の回転支点から作用部分までの長さ。

Claims (1)

1. 
   駆動輪である後輪の右側に、右足用のアームの回転支点部分に設置してあるはめ込み穴を、スプラインに沿ってはめ込む形で、右足用のフリーハブボディから、先端を踏み込み用のペダルとする右足用のアームを直接伸ばし、前記後輪の左側に、左足用のアームの回転支点部分に設置してあるはめ込み穴を、スプラインに沿ってはめ込む形で、左足用のフリーハブボディから、先端を踏み込み用のペダルとする左足用のアームを直接伸ばす足踏み式自転車。