JPH08113180A

JPH08113180A - 自転車

Info

Publication number: JPH08113180A
Application number: JP25092294A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Hirooka; 良夫弘岡
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-10-17
Filing date: 1994-10-17
Publication date: 1996-05-07

Abstract

(57)【要約】【目的】人間の足の構造に照らして、踏み込み力を効
果的に自転車の駆動力とすることが可能な自転車を提供
する。【構成】踏み込みによって直線運動を行う駆動ペダル
と、駆動ペダルの踏み込み時に、駆動ペダルの踏み込み
方向側に回転運動を行う伝達輪と、駆動ペダルの踏み込
み方向側への伝達輪の回転運動に伴って、伝達輪と同心
に回転運動を行う駆動軸と、駆動軸の回転運動に伴っ
て、駆動軸と同心に回転運動を行う駆動輪とを有する自
転車である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自転車に関し、より詳し
くは、駆動ペダルを踏み込む際に、踏み込み力を効果的
に自転車の駆動力とし得る自転車に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自転車に関しては、駆動ペダルを
踏み込んで回転させることにより駆動力を発生させ、ク
ランクア−ムを介して、駆動軸および駆動輪を回転させ
ながら駆動力を順次伝達し、自転車を駆動させる技術が
広く用いられている。かかる駆動力は、図８に示すよう
に、駆動ペダル１００を踏み込む力Ｆn （ｎ＝1,2,3,4
）の接線方向の分力ｆn （ｎ＝1,2,3,4 ）と、クラン
クア−ムの腕の長さＬの積によって表現される回転モ−
メントｆn ・Ｌによって決定される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の技術においては、踏み込みによって駆動ペダル
１００は回転運動を行うため、駆動ペダル１００の踏み
込み領域によって、駆動ペダル１００を踏み込む力の接
線方向の分力ｆn が異なってしまうという問題があっ
た。すなわち、図８において、分力ｆn が最大となるの
は（２）部分近辺である。従って、駆動力を決定する回
転モ−メントｆn ・Ｌは（２）部分近辺にて最大値とな
り、それ以外の部分では順次変動することとなる。特
に、（３）部分を越えた場合は、人間の足の構造に照ら
して、大きな駆動力を発生させることは困難であり、実
際に駆動ペダル１００を踏み込んでも、踏み込み力を有
効に駆動力とすることが可能な領域は限定され、エネル
ギ効率の見地からみて損失が大きいといえる。そこで、
本発明の課題は、人間の足の構造に照らして、踏み込み
力を効果的に自転車の駆動力とすることが可能な自転車
を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記した従来の課題を解
決するために、請求項１の発明は、踏み込みによって直
線運動を行う駆動ペダルと、前記駆動ペダルの踏み込み
時に、前記駆動ペダルの踏み込み方向側に回転運動を行
う伝達輪と、前記駆動ペダルの踏み込み方向側への前記
伝達輪の回転運動に伴って、前記伝達輪と同心に回転運
動を行う駆動軸と、前記駆動軸の回転運動に伴って、前
記駆動軸と同心に回転運動を行う駆動輪とを有すること
を特徴とする自転車であることを要旨とする。また、請
求項２の発明は、請求項１に記載の自転車であって、前
記駆動ペダルの直線運動は上下方向に対して所定の角度
傾斜した方向に行われることを要旨とする。また、請求
項３の発明は、請求項１に記載の自転車であって、前記
駆動ペダルは弓状の軌跡を描くように運動することを要
旨とする。

【０００５】

【作用】請求項１の発明によれば、搭乗者が駆動ペダル
を踏み込むことによって、駆動ペダルは踏み込み方向に
直線運動を行う。そして、該直線運動によって伝達輪は
踏み込み方向側に回転運動を行う。この時、搭乗者が踏
み込む力は、常に駆動輪の接線方向に一定に加えられ
る。このため、踏み込む力は効率的かつ定常的に駆動力
となって駆動輪に伝達されることとなる。これにより、
踏み込みによって発生した駆動力は伝達輪に伝達され
る。そして、伝達輪の回転運動に伴って、駆動軸、駆動
輪へと駆動力が順次伝達されていく。これによって、自
転車が駆動される。請求項２の発明によれば、搭乗者が
駆動ペダルを踏み込むことによって、駆動ペダルは上下
方向に対して所定の角度傾斜した方向に直線運動を行
い、駆動力を発生させることとなる。請求項３の発明に
よれば、搭乗者が駆動ペダルを踏み込むことによって、
駆動ペダルは弓状の軌跡を描くように運動を行い、駆動
力を発生させることとなる。

【０００６】

【実施例】

（実施例１）以下、本発明の実施例１である自転車１に
ついて、図１乃至図５に基づいて説明する。まず、自転
車１の全体構造について説明する。図１に示すように、
自転車１は、ハンドル３、サドル５、前輪７、後輪９、
駆動部１１およびこれらを一体的に形成するフレ−ム１
１を主体に構成される。ここで、ハンドル３、サドル
５、前輪７、後輪９には通常の部材が用いられており、
便宜上その説明は省略する。

【０００７】駆動部１１は、自転車１を駆動するための
部材であり、駆動ペダル２０、伝達輪４０、駆動軸５
０、駆動輪６０、駆動伝達部７０、後輪駆動輪８０を主
体に構成されている。以下、駆動部１１の各構成部材に
つき説明する。

【０００８】駆動ペダル２０は、搭乗者が足で踏み込ん
で駆動力を発生させるための部材であり、図２に示すよ
うに、踏み込み部２１およびラック２３からなる。ま
た、駆動ペダル２０は、搭乗者の両足に対応して、左右
に２基設置されている。踏み込み部２１は、搭乗者が足
を載置し、踏み込みを行うための部材であり、次に説明
するラック２３の端部から自転車１の側面外方に突出し
てラック２３と一体的に形成されている。ラック２３
は、搭乗者が踏み込み部２１を踏み込むことにより、直
線状に運動して駆動力を発生させ、これを伝達輪４０に
伝達するための部材であり、図１に示すように、上下方
向に対して所定の角度傾斜した方向に設置される。な
お、かかる傾斜方向への設置は、請求項２の発明に対応
するものである。また、ラック２３の上端部には例えば
ワイヤ等により形成される支持具２５が設けられ、さら
に、フレ−ム１３に設置された支持ロ−ラ２７を介して
左右のラック２３を相互に連結している。

【０００９】伝達輪４０は、直線状に運動する駆動ペダ
ル２０によって発生した駆動力を、ラック・ピニオン機
構により回転運動に変換しつつ受承し、駆動軸５０に伝
達するための部材であり、図１乃至図４に示すように、
後述する駆動軸５０と一体的に、かつ駆動軸５０と同心
に回転可能に設置される。また、伝達輪４０は、２基の
駆動ペダル２０に対応して左右に２基設置されている。
伝達輪４０は、駆動軸５０に駆動軸取付孔４１を介して
嵌合して取り付けられ、また、取付箇所には、ラチェッ
ト４３が設けられている。これは、搭乗者が駆動ペダル
２０を踏み込んだ時に、該踏み込み方向側に回転しつつ
伝達力を駆動軸５０に伝達し、それ以外の場合は空転し
て駆動軸５０の回転を妨げないようにするためである。

【００１０】駆動軸５０は、伝達輪４０から伝達される
駆動力を駆動輪６０に伝達するための部材であり、図２
に示すように、回転自在にフレ−ム１３に設置されてい
る。駆動輪６０は、駆動軸５０から伝達される駆動力を
駆動伝達部７０を介して後輪駆動輪８０に伝達するため
の部材であり、駆動軸５０と同心かつ一体的に回転可能
に駆動軸５０に設置されている。

【００１１】駆動伝達部７０は、駆動輪６０の回転運動
によって後輪駆動輪８０に回転運動を行わせ、駆動力を
伝達するための部材であり、回転運動の伝達が可能な手
段、例えばチェ−ン、ベルト等を使用し得る。後輪駆動
輪８０は、伝達された駆動力によって自転車１の後輪９
を駆動させるための部材であり、後輪９の中心部に後輪
９と一体的に回転可能に設置されている。

【００１２】次に、自転車１の駆動時の作用について説
明する。図３に示すように、まず右側の駆動ペダル２０
を踏み込むと、ラック２３が下降しラック・ピニオン機
構状に伝達輪４０が踏み込み方向側に向けて回転運動を
行う。この伝達輪４０の回転運動は、ラチェット４３を
介して駆動軸５０に伝達され、駆動軸５０は伝達輪４０
と一体的に踏み込み方向側に向けて回転運動を行うこと
となる。同時に、支持具２５は下降し、これにより左側
の駆動ペダル２０ａは支持ロ−ラ２７を介して支持具２
５ａによって上方に引っ張り上げられる。このとき、左
側の伝達輪４０ａはラチェット４３の作用により空転
し、駆動軸５０の踏み込み方向側への回転を妨げること
はない。

【００１３】次に、駆動軸５０の回転とともに、駆動輪
６０が回転運動を行い、この回転運動は駆動伝達部７０
を介して後輪駆動輪８０に伝達される。しかして、後輪
駆動輪８０の回転運動に伴って、後輪９が駆動される。
これによって、図１に示す自転車１は駆動されるのであ
る。

【００１４】また、図４に示すように、左側の駆動ペダ
ル２０ａを踏み込んだ場合は、同様にラック２３ａが下
降しラック・ピニオン機構状に左側の伝達輪４０ａが踏
み込み方向側に向けて回転運動を行う。この時、右側の
駆動ペダル２０ａは支持ロ−ラ２７を介して支持具２５
ａによって上方に引っ張り上げられる。これにより右側
の伝達輪４０は、駆動軸５０の回転方向とは逆方向に回
転するが、ラチェット４３ａの作用により空転し、駆動
軸５０の踏み込み方向側への回転を妨げることはない。

【００１５】かくして、左右の駆動ペダル２０、２０ａ
の踏み込みを繰り返すことによって、駆動力が継続して
発生し、自転車１は走行することとなる。かかる場合に
おいて、図５に示すように、踏み込み力Ｆの分力が自転
車１の駆動力ｆとなるが、足の構造に照らして踏み込み
動作が行い易いので、踏み込み力Ｆを定常的に発生させ
易く、従ってその接線方向への分力である駆動力ｆも定
常的に生じることとなる。また、踏み込みの始めから終
わりに至まで、踏み込み運動を有効に駆動力とすること
が可能となる。なお、ラック２３の設置方向を伝達輪４
０の接線方向と一致させれば、踏み込み力Ｆをそのまま
駆動力ｆとすることが可能である。

【００１６】（実施例２）次に、本発明の実施例２の自
転車について、図６および図７に基づいて説明する。実
施例２は、駆動ペダル２０を弓状に形成して、ラック２
３が弓状の軌跡を描くように運動させるものである。す
なわち、図６に示すように、左右のラック２４、２４ａ
は伝達輪４０の外周方向に彎曲するように弓状に形成さ
れている。これは、図７に示すように、人間の足の構造
に、より対応して踏み込み動作が行い易くするためであ
り、また、伝達輪４０との接触部においては踏み込み力
が接線方向への駆動力ｆと一致させ易くなる効果があ
る。なお、実施例２は請求項３の発明に対応するもので
ある。また、ラック２３以外の構成および作用は実施例
１の場合と同様であるので、その説明は便宜上省略す
る。

【００１７】なお、本実施例においては、実施例１およ
び実施例２のいずれにおいても、駆動輪６０を介して後
輪９を駆動させる構成であるが、駆動輪６０を介して前
輪７を駆動させてもよく、また、駆動輪６０を直接前輪
７もしくは後輪９に設けてもよい。

【００１８】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、搭乗者が踏み
込む力が効率的かつ定常的に駆動力となって駆動輪に伝
達されるため、エネルギ効率の高い自転車が提供される
こととなる。請求項２の発明によれば、駆動ペダルは上
下方向に対して所定の角度傾斜した方向に直線運動を行
い駆動力を発生させるため、足の構造に対応して、駆動
ペダルの踏み込みおよび駆動ペダルへの一定の加重が容
易となる。請求項３の発明によれば、駆動ペダルは弓形
状の軌跡を描くように運動を行い駆動力を発生させるこ
ととなるため、駆動ペダルの踏み込みおよび駆動ペダル
への一定の加重が一層容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の自転車の全体構造を示す斜視図であ
る。

【図２】実施例１の自転車の駆動部の構造を示す斜視図
である。

【図３】右側の駆動ペダルを踏み込んだ際の駆動部の作
用を示す斜視図である。

【図４】左側の駆動ペダルを踏み込んだ際の駆動部の作
用を示す斜視図である。

【図５】実施例１の自転車の駆動力の発生の状態を示す
図である。

【図６】実施例２の自転車の駆動部の構造を示す斜視図
である。

【図７】実施例２の自転車の駆動力の発生の状態を示す
図である。

【図８】従来の自転車の駆動力の発生の状態を示す図で
ある。

【符号の説明】

１自転車２０駆動ペダル２５支持具４０伝達輪６０駆動輪７０駆動伝達部８０後輪駆動輪Ｆ、Ｆ１〜Ｆ４踏み込み力ｆ、ｆ１〜ｆ４分力

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】踏み込みによって直線運動を行う駆動ペ
ダルと、前記駆動ペダルの踏み込み時に、前記駆動ペダルの踏み
込み方向側に回転運動を行う伝達輪と、前記駆動ペダルの踏み込み方向側への前記伝達輪の回転
運動に伴って、前記伝達輪と同心に回転運動を行う駆動
軸と、前記駆動軸の回転運動に伴って、前記駆動軸と同心に回
転運動を行う駆動輪とを有することを特徴とする自転
車。
【請求項２】請求項１に記載の自転車であって、前記駆
動ペダルの直線運動は上下方向に対して所定の角度傾斜
した方向に行われることを特徴とする自転車。
【請求項３】請求項１に記載の自転車であって、前記駆
動ペダルは弓状の軌跡を描くように運動することを特徴
とする自転車。