JPH0648361A - 自転車の駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自転車のクランク機構に関するものであり、
クランク運動における上下死点をなくすとともに、既存
の自転車に対し、容易かつ安価に取付可能にする。 【構成】 ハンガー軸３２の一端に固定した第１のクラ
ンク３７と、他端に固定したクランクホイール４０と、
そのボス上に回転自在に支持され回り止めされた偏心カ
ラー５０と偏心カラー５０上を回転自在でハンガー軸３
２とｄだけ偏心したスプロケットホイール４８と、クラ
ンクホイール４０の外周上を揺動自在に支持された第２
のクランク４２と、クランクホイール４０および第２の
クランク４２と、スプロケットホイール４８との間をロ
ーラー４３，４５と長溝５２，５３を用いた不等速運動
機構またはピン５４，５５，５６，５７とリンク５８，
５９とよりなる不等速運動機構とよりなる自転車の駆動
装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自転車の駆動装置に関
し、特に足踏みペダルで回転駆動するクランクと、駆動
スプロケットホイールとの間の伝動機構の改良に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】図４に示す従来の普通の自転車において
は、車体１に回転自在に支持されたハンガー軸２の左端
に第１のクランク３を固定し、右端にスプロケットホイ
ール４の取付けてある第２のクランク５を第１のクラン
クに対し１８０°の方向に位置させて固定していた。

【０００３】また図５および図６に示す、本願発明者ら
による特開平１−２４４９９４号公報には、車体１１に
回転自在に支持されたハンガー軸１２の左端に第１のク
ランク１３を、他端部に第１のローラー１４を取付けた
レバー１５を固定し、レバー１５上に第２のローラー１
６を取付けた第２のクランク１７を回転自在に装着し、
ハンガー軸１２の右方を支持する軸受１８を内周に有
し、これと偏心したスプロケットホイール１９の軸受２
０を外周に有する偏芯部材２１を車体１１に固定し、ス
プロケットホイール１９側に直径方向に対称に前記第１
のローラー１４と第２のローラー１６にそれぞれ係合す
る第１の半径方向ガイド２２および第２の半径方向ガイ
ド２３を設けたものがあった。

【０００４】その働きは図６に示すごとく、スプロケッ
トホイールの軸受２０とハンガー軸１２をｄだけ偏芯さ
せた状態でスプロケットホイールと第１のクランク１３
および第２のクランク１７が互いに連動するようにして
いるので、第１のクランク１３を鉛直線に対し、θａの
角度まで人が踏んだ時、第２のクランク１７はすでに鉛
直線に対し、θｂの角度まで進んでおり、人にとって左
右いずれかのクランクを常にトルク伝達可能な位置に回
転させておくことができ、人にとって自転車に有効に推
進力を与えることができるものであった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら図４に示
す従来の普通の自転車では、人が一方のクランクを足で
踏んで下死点に達してから、他方のクランクが上死点を
越えてある角度進むまでの間は有効にスプロケットにト
ルクを伝えることができにくいという問題があった。

【０００６】また図５，図６に示した従来の自転車の駆
動機構においては、上記クランクの上死点・下死点の問
題は解決しているが、これを工業的に実用化しようとし
た場合、図４に示した普通の自転車のハンガー軸２や偏
芯部材２１を必要とし、製作が高価となり、また既存の
自転車に取付けることができないという問題を有してい
た。

【０００７】本発明は上記問題点に鑑み、足によって回
転トルクを有効に加えることのできる回転位置に常に左
右いずれかのクランクを置くことができ、さらに安価に
また既存の自転車にも取付けることのできる自転車の駆
動装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、ハンガー軸の一端に固定したクランクホイ
ールと、クランクホイールの外周に揺動自在に支持され
た第２のクランクと、クランクホイールのボス部に支持
された偏芯カラーと、偏芯カラーの回り止めと、偏芯カ
ラー上の回転自在に支持されたスプロケットホイール
と、スプロケットとクランクホイール間および第２のク
ランクとの間に配した不等速運動機構よりなる。

【０００９】

【作用】本発明は上記構成を有するので、従来の普通の
自転車に対し右クランクを取り去り、クランクホイール
上に構成された機構を取付け、車体との間に偏芯カラー
の回り止めを取付けるだけで取付けることができる。こ
の簡単な取付けは安価な機構を提供する。そして、人が
左右のクランクを踏むとクランクホイールと第２のクラ
ンクが、スプロケットホイールと不等速運動機構で連動
するようにしているので、一方のクランクが下死点に到
達する前に他方のクランクが上死点を通過することとな
り、スプロケットホイールに有効にトルクを伝えること
ができる。

【００１０】

【実施例】以下本発明の第１の実施例を図１および図２
を参照しながら説明する。

【００１１】３１は車体フレームであり、ハンガー軸３
２は左右の軸受ワン３３，３４によりボール３５，３６
を介して回転自在に支持されている。３７は第１のクラ
ンクであり、ハンガー軸３２に対し、四角テーパ部３８
により固定されている。ここで３１〜３８の部品は図３
に示した従来の普通の自転車のパーツと同一である。ハ
ンガー軸３２の右端の四角テーパ部３９にはクランクホ
イール４０が固定されている。クランクホイール４０の
外周には大径コロガリ軸受４１を介して第２のクランク
４２が取付けられており、第２のクランク４２の根元部
には第２のローラー４３を取付けたローラー取付金具４
４が、大径コロガリ軸受４１を跨いで固定されており、
一方第１のローラー４５はクランクホイール４０上に第
１のクランク３７の方向に第２のローラーとハンガー軸
３２の軸芯から等半径ｒにて取付けられている。クラン
クホイール４０上には第２のクランク４２の揺動による
ローラー取付金具４４のニゲとして切欠４６が第１のロ
ーラー４５と反対方向に施してある。

【００１２】さらにクランクホイール４０のボス部には
コロガリ軸受４７を介してスプロケットホイール４８を
コロガリ軸受４９により回転自在に支持する偏芯カラー
５０が取付けてある。ハンガー軸３２とスプロケットホ
イール４８の軸芯は偏芯カラー５０により水平方向にｄ
だけ偏芯しており、偏芯カラー５０は、車体フレーム３
１に対し、回り止メ金具５１により回り止めされてい
る。スプロケットホイール４８上には互いに１８０°方
向に長溝５２，５３が配され、それぞれ第１のローラー
４５と第２のローラー４３と係合し、第１のクランク３
７と第２のクランク４２とスプロケットホイール４８の
回転位置関係を規制している。

【００１３】次に動作を説明する。図２に示すようにス
プロケットホイール４８上の長溝５２，５３が鉛直方向
に向いている状態では第１のクランク３７は下死点であ
る鉛直方向に対し角度θｂだけ前進した位置にあり、第
２のクランク４２は上死点である鉛直方向より角度θａ
だけ前進した位置にある。第１および第２のローラー取
付半径を５７mmとし偏心量ｄを６mmとするとθａとθｂ
は６°となる。

【００１４】この状態から人が右ペダルを踏んで第２の
クランク４２を矢印Ａの方向に回転させ、第２のクラン
ク４２と第１のクランク３７が水平な状態、すなわち図
１の断面図の状態を経て、図２の第１のクランク３７の
あった角度まで第２のクランク４２を回転させると、第
２のクランク４２の運動は第２のローラー４３，スプロ
ケットホイール４８，第１のローラー４５，クランクホ
イール４０，ハンガー軸３２を経て第１のクランク３７
に伝わり、第１のクランク３７は、図２の第２のクラン
ク４２のあった角度まで回転する。この間にスプロケッ
トホイール４０は１８０°回転する。以下同様に、図２
における第２のクランク４２の角度位置から第１のクラ
ンク３７を図２における第１のクランク３７の角度位置
まで前方に人が踏めば第２のクランクは図２における第
２のクランク４２の位置まで後方を回って戻ることとな
り、１サイクルを終了する。

【００１５】次に、本発明の第２の実施例について、図
３を参照しながら説明する。第２の実施例の基本構成
は、第１の実施例と同様であるが、クランクホイール４
０とスプロケットホイール４８の間および、第２のクラ
ンク４２とスプロケットホイール４８の間の連動機構と
して、ローラー４３，４５と長溝５２，５３の係合のい
わゆるクランクスロット機構に替えて、クランクホイー
ル４０と第２のクランク４２上のローラー取付金具４４
にハンガー軸３２の中心より半径ｒの位置に、それぞれ
クランクピン５４，５５を設け、スプロケットホイール
１８上の中心より半径ｒの位置で互いに１８０°方向に
ホイールピン５６，５７を設け、それらの間をリンク５
８，５９で結合した、いわゆるドラッグリンク機構を構
成してある。この時リンク５８，５９は自転車の通常走
行時にリンクに圧縮力の作用する方向に組合わせるのが
好ましい。

【００１６】このように構成された本発明の第２の実施
例の動作は、第１の実施例とほぼ同様であるが、第１の
実施例におけるローラー４３，４５と長溝５２，５３の
間に砂を噛むおそれが多く、クランクとスプロケットホ
イール間の不等速運動が第１の実施例と微妙に異なり、
クランクの下死点近くにおける人の踏力が、上死点近く
におけるものよりも大きい点を生かし、自転車により有
効に推進力を与えることができるものである。

【００１７】

【発明の効果】本発明の駆動装置によれば、以上のよう
にハンガー軸の一端にクランクホイールを設け、その上
にスプロケットホイールをハンガー軸から偏心させて支
持し、第２のクランクをスプロケットホイールの外周に
揺動自在に構成し、スプロケットホイールとクランクホ
イール間および第２のクランクの間に不等速運動機構を
構成したので、従来の普通の自転車の第２クランクを取
り除いて偏心カラーの回り止めを付加するだけで本発明
の駆動装置を容易に取付けることができ、このことによ
って安価に供給可能で、クランクを常にトルク伝達可能
な位置に位置させておくことができ、人にとって自転車
に有効に推進力を与えることができる自転車の駆動装置
を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示し、クランクを水平
状態にした、水平面における断面平面図

【図２】本発明の第１の実施例を示し、クランクが上下
対称に位置した状態の正面図

【図３】本発明の第２の実施例を示す正面図

【図４】従来の普通の自転車のクランク機構を示す水平
面における断面平面図

【図５】従来の自転車の駆動機構を示し、クランクを水
平状態にした、水平面における断面平面図

【図６】従来の自転車の駆動機構を示し、クランクが上
下対称に位置した状態の正面図

【符号の説明】

３２ ハンガー軸 ３７ 第１のクランク ４０ クランクホイール ４２ 第２のクランク ４３，４５ ローラー ４８ スプロケットホイール ５０ 偏心カラー ５１ 回り止メ金具 ５２，５３ 長溝

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転自在に支持されたハンガー軸と、そ
   の一端に固定した第１のクランクと、ハンガー軸の他端
   に固定したクランクホイールと、クランクホイールの外
   周に摺動自在に支持された第２のクランクと、クランク
   ホイールのボス部に内周を回転自在に支持され、外周が
   ハンガー軸軸心とは偏心したスプロケットホイール軸受
   となっており、自転車フレームに回り止めされた偏心カ
   ラーと、スプロケットホイールと、スプロケットホイー
   ルとクランクホイールの間および第２のクランクとの間
   に設けた、一方にローラーを配し、他方にローラーの係
   合する溝を配した不等速運動機構とよりなる自転車の駆
   動装置。
2. 【請求項２】 不等速運動機構が、スプロケットホイー
   ルとクランクホイール間および第２のクランクとの間を
   それぞれ１つのリンクで結合した、いわゆるドラッグリ
   ンク機構よりなる請求項１記載の自転車の駆動装置。
3. 【請求項３】 ドラッグリンク機構のリンクをリンクに
   通常は圧縮力のかかる方向に配置してなる請求項２記載
   の自転車の駆動装置。