JPH0920279A - 自転車の推進力付加方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 転舵操作の不安定化を招くことなく、かつ、
クランクペダルの踏み込み力を阻害することなく、脚力
による推進力に加え、腕力による推進力を付加する。 【解決手段】 ハンドルバー２をハンドルステム１７ａ
に対し前後方向軸Ｘ回りに揺動可能に取付ける。クラン
ク軸５の左右両側位置に前進方向にのみ回転伝達させる
ワンウェイクラッチを介して一対のパワースプロケット
を取付ける。ハンドル揺動中心を挟んで互いに離れた左
右両側部位のハンドルにそれぞれチェーン等の軸方向力
伝達部材の一端を取付け、他端を各パワースプロケット
に巻回する。ハンドルの揺動運動が各軸方向力伝達部材
を介して各スプロケットに回転力として伝達されて、ク
ランク軸に前進方向の回転力が付加される。各軸方向力
伝達部材の他端をチェーンテンション機構に連結し、中
間部をガイド手段６で屈曲案内させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自転車の推進力付
加方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の自転車の推進力付加
方法及び装置として、ハンドルを揺動させることにより
自転車に前進方向の推進力を付加するものが知られてい
る（例えば、特開昭５１−２８９３３号公報，実開昭５
９−６４３８８号公報参照）。これらは、いずれもハン
ドルを自転車の左右方向の軸回りに揺動させることによ
り、チェーン等を介して接続したギヤを回転させて自転
車を前進させる推進力にするものである。つまり、自転
車の乗員はクランクペダルを交互に踏み込みながら、ハ
ンドルを上記左右方向軸回りに揺動させることにより、
上記クランクペダルに基づく推進力に加えて、上記ハン
ドルの揺動に基づく推進力を付加するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
自転車の推進力付加方法及び装置においては、推進力を
付加するためのハンドルの揺動操作が左右方向軸回りの
ものであるため、ハンドルの揺動操作のために両腕に力
をいれると、クランクペタルを踏み込む脚に効果的に力
をいれることが困難になる。すなわち、推進力を付加し
たいような上り坂や加速時等において、脚でクランクペ
ダルを強く踏み込むためには、ハンドルを把持した両腕
を手前側に引き付けて支持反力を得る必要がある。それ
にも拘らず、ハンドルを上記左右方向軸回りに揺動させ
なければならないため、クランクペダルへの踏み込み力
がそがれる結果となる。

【０００４】また、上記のごとくハンドルを左右方向軸
回りに揺動させるものであるため、推進力付加のための
ハンドルの揺動操作と、転舵操作のためのハンドル操作
とを同時に行うのが困難になる。このため、上記ハンド
ルの揺動操作の最中に走行方向を変化させたい場合に、
その転舵操作を確実に行い得ず進行方向が不安定化し易
い。

【０００５】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、転舵操作の不
安定化を招くことなく、かつ、クランクペダルの踏み込
み力を阻害することなく、脚力による推進力に加え、腕
力による推進力の付加を行うことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は自転車の推進力付加方法に係
り、ハンドルがハンドルステムに対し自転車の前後方向
軸回りに揺動可能に取付けられる一方、推進力付加用ス
プロケットが前進方向のみ回転伝達させる一方向回転伝
達手段を介してクランク軸に接続され、上記ハンドルの
揺動中心から離れた部位のハンドルに一端を取付けた軸
方向伝達部材の他端が上記スプロケットに巻回されてな
る自転車を用いるものである。そして、上記ハンドルの
左右両側部を上記前後方向軸回りに揺動させてその左右
両側部を交互に上方に引き上げることにより、その引き
上げ力を上記軸方向力伝達部材を介して上記スプロケッ
トに伝達してそのクランク軸を前進方向に回転させる構
成とするものである。

【０００７】上記構成の場合、通常、自転車の乗員はク
ランクペダルの踏み込みにより前進する際に、その踏み
込む側の腕を引き付け他側の腕をハンドルに押し付ける
ことになるため、上体が上記踏み込む側に傾くととも
に、この上体の傾きを補償するように自転車全体が上記
と逆側に傾く傾向になる。つまり、右足で右クランクペ
ダルを踏み込むには、ハンドルを把持した右手を引き付
け、左手を押し付けることに伴い上体は右に、自転車は
左にそれぞれ傾くことになる。従って、上記構成の場
合、ハンドルが前後方向軸回りに揺動可能に設けられて
いるため、右足で右クランクペダルを踏み込む時には、
この踏み込み動作に同期してハンドルの右側部分が上に
左側部分が下になるようにハンドルが揺動され、逆に左
足で左クランクペダルを踏み込む時には、この踏み込み
動作に同期してハンドルの左側部分が上に右側部分が上
になるようにハンドルが揺動されることになる。このた
め、ハンドルの揺動方向と、脚によるクランクペダルの
踏み込みに伴う腕の力の作用方向とが合致し、ハンドル
の揺動操作による推進力の付加により、脚によるクラン
クペダルの踏み込み力が阻害されることはなく、その踏
み込みに伴う乗員の上体の運動を有効利用してハンドル
の揺動操作が可能になる。また、上記ハンドルの揺動が
前後方向軸回りのものであるため、転舵操作の操作方向
と略一致し、転舵操作が不安定化することが防止され
る。

【０００８】請求項２記載の発明は、自転車の推進力付
加装置に係り、ハンドルステムに対し前後方向軸回りに
揺動可能に取付けられたハンドルと、クランク軸の左右
両側位置にそれぞれ前進方向にのみ回転伝達させる一方
向回転伝達手段を介して取付けられた一対の推進力付加
用スプロケットと、上記ハンドルの揺動中心を挟んで互
いに離れた左右両側部位のハンドルにそれぞれ一端が取
付けられ、他端が上記各スプロケットに巻回された一対
の軸方向力伝達部材とを備えるものである。そして、上
記ハンドルの揺動運動が上記各軸方向力伝達部材を介し
て上記各スプロケットに回転力として伝達されて、クラ
ンク軸に前進方向の回転力が付加されるように構成する
ものである。上記一方向回転伝達手段としてはワンウェ
イクラッチやラチェット等を用いることができる。ま
た、上記軸方向力伝達部材としてはチェーンのほかにワ
イヤ等を用いることができる。

【０００９】上記構成の場合、ハンドルをハンドルステ
ムに対し前後方向軸回りに揺動操作を行うと、その揺動
操作に伴い、軸方向力伝達部材が上下方向に左右交互に
引っ張られ、クランク軸に設けられた一対の推進力付加
用スプロケットが交互に前進方向に回転駆動される。こ
れにより、クランクペダルの踏み込み操作による自転車
の推進に加え、上記推進力付加用スプロケットからの回
転力が自転車の推進力として付加される。この際、上記
各推進力付加用スプロケットは前進方向にのみ回転力を
伝達する一方向回転伝達手段を介してクランク軸に取付
けられているため、前進方向と逆方向には空転してクラ
ンクペダルによる前進方向への推進力発揮を阻害するこ
とはない。しかも、上記請求項１記載の発明の項におい
て説明した如く、ハンドルがハンドルステムに対し前後
方向軸回りに揺動可能に取付けられているため、乗員の
クランクペダルの踏み込み動作を行う脚と、ハンドルの
揺動動作を行う上体との動きが同期し、上記クランクペ
ダルの踏み込み動作による自転車の推進を阻害しない
上、上記踏み込み動作を有効利用してハンドルの揺動動
作、すなわち、推進力の付加を効果的に行うことが可能
になる。

【００１０】請求項３記載の発明は、請求項２記載の発
明において、各軸方向力伝達部材に、その軸方向力伝達
部材を戻し方向に付勢する戻し方向付勢手段を接続する
ものである。上記戻し方向付勢手段としては最も単純に
は引っ張りコイルスプリングを用いることができる。

【００１１】上記構成の場合、ハンドルの揺動操作に伴
いそのハンドルの左右両側部の内の一側部が上昇し、他
側部が下降することになるが、その他側部の下降に伴い
その他側部に取付けられた軸方向力伝達部材が戻し方向
に移動しても、戻し方向付勢手段により自動的に戻さ
れ、たるみ等が発生することはない。これにより、ハン
ドルの逆側への揺動に伴う軸方向力伝達部材から推進力
付加用スプロケットへの前進方向の回転力伝達が確実に
行われる。

【００１２】請求項４記載の発明は、請求項３記載の発
明において、戻し方向付勢手段として、クランク軸と平
行に配設された軸体と、この軸体の左右両側位置にそれ
ぞれ回転可能に取付けられた一対の付勢用スプロケット
と、上記一対のスプロケット間の軸体周囲に外装されて
上記一対のスプロケットに対しそれぞれ端部が固定され
た捩じりコイルスプリングとを備えたものとする。そし
て、第１の軸方向力伝達部材の他端を、第１の推進力付
加用スプロケットに巻回された後に第１の付勢用スプロ
ケットに対し巻回された状態で固定し、第２の軸方向力
伝達部材の他端を、第２の推進力付加用スプロケットに
巻回された後に第２の付勢用スプロケットに対し上記第
１の軸方向力伝達部材とは逆方向に巻回された状態で固
定し、上記第１及び第２の付勢用スプロケットを予め捩
じり方向に捩じって捩じり復元力が作用した状態にする
ものである。

【００１３】上記構成の場合、第１の軸方向力伝達部材
の引き側移動により、第１の推進力付加用スプロケット
を前進方向に回転させると同時に第１の付勢用スプロケ
ットを介して捩じりコイルスプリングをより捩じり側に
巻き込む。一方、この時、第２の軸方向力伝達部材の戻
し側移動により、第２の推進力付加用スプロケットを空
転させると同時に第２の付勢用スプロケットから上記捩
じりコイルスプリングの捩じり復元力が上記第２の軸方
向力伝達部材に作用して戻し側に巻き取られる。そし
て、これらの作用がハンドルの揺動に伴い交互に繰り返
される。

【００１４】請求項５記載の発明は、請求項２記載の発
明において、ハンドルをハンドルステムに対し、固定し
た状態と、揺動可能な状態とに切換える切換手段を備え
る構成とするものである。

【００１５】上記構成の場合、切換手段の切換操作によ
り、ハンドルを固定した状態にすればクランクペダルの
踏み込み動作による推進のみとなり、上記ハンドルを揺
動可能な状態にすればハンドルの揺動操作による推進力
の付加が得られる。このため、自転車の走行路の状態や
乗員の意思に基づいて、脚に加えて腕による推進力の付
加を得るか否かの切換が可能になる。

【００１６】請求項６記載の発明は、請求項２記載の発
明において、クランク軸と推進力付加用スプロケットと
の間に、一方向回転伝達手段を介した前進方向の回転力
の伝達を遮断するクラッチ手段を介装するものである。

【００１７】上記構成の場合、クラッチ手段をＯＮ状
態、すなわち、前進方向の回転力の伝達を遮断した状態
にすると、ハンドルを揺動操作してもクランク軸への回
転力の伝達が遮断されて推進力の付加は行われず、逆に
上記クラッチ手段をＯＦＦ状態、すなわち、上記前進方
向の回転力が伝達される状態にすると、上記ハンドルの
揺動操作により推進力の付加が行われる状態になる。こ
のため、請求項５記載の発明と同様に、自転車の走行路
の状態や乗員の意思に基づいて、脚に加えて腕による推
進力の付加を得るか否かの切換が可能になる。

【００１８】請求項７記載の発明は、請求項６記載の発
明において、ハンドルをハンドルステムに対し、固定し
た状態と、揺動可能な状態とに切換える切換手段を備え
る。そして、この切換手段を、上記ハンドルが固定状態
に切換えられたときにクラッチ手段が前進方向の回転力
の伝達を遮断したＯＮ状態に、上記ハンドルが揺動可能
状態に切換えられたときに上記クラッチ手段が上記回転
力の伝達を行うＯＦＦ状態になるように、上記クラッチ
手段と互いに接続するものである。

【００１９】上記構成の場合、切換手段を固定状態に切
換るとクラッチ手段がＯＮ状態になりクランク軸への回
転力の伝達が遮断される一方、上記切換手段を揺動可能
状態に切換ると、上記クランク軸への回転力の伝達が可
能な状態にされる。

【００２０】請求項８記載の発明は、請求項２記載の発
明において、フレームに、各軸方向力伝達部材をヘッド
チューブとダウンチューブとに沿って案内するガイド手
段を設けるものである。

【００２１】上記構成の場合、ハンドル揺動に伴う各軸
方向力伝達部材の移動がガイド手段により案内されて、
より確実になる。

【００２２】また、請求項９記載の発明は、請求項８記
載の発明において、ガイド手段を、各軸方向力伝達部材
が、自転車を側面から見た状態でヘッドチューブの中心
軸線と略一致した位置を下方に延びるよう、上記ヘッド
チューブとダウンチューブとの結合部近傍位置に配設す
るものである。

【００２３】上記構成の場合、ガイド手段により各軸方
向力伝達部材がヘッドチューブの中心線と略一致して下
方に延びるよう案内されているため、例えば自転車の停
止状態もしくは低速走行状態において、ハンドルのハン
ドルポスト回りの回転操作に伴い変位する各軸方向力伝
達部材の変位量が最小になる結果、ハンドルに作用する
上記各軸方向力伝達部材からの引き方向の力が最小限に
抑えられ、これにより、上記ハンドルの回転操作を支障
なく行い得る。

【００２４】さらに、請求項１０記載の発明は、請求項
８記載の発明において、軸方向力伝達部材をチェーンに
より構成する。そして、ガイド手段を、フレーム側に固
定される球状体と、この球状体の外周面に対し互いに直
交する一方軸の回りに回転可能かつ他方軸の回りに揺動
可能に外嵌されたガイドスプロケットとを有する構成と
するものである。

【００２５】上記構成により、各軸方向力伝達部材がチ
ェーンにより構成されているため、ハンドル揺動操作に
よる推進力付加用スプロケットへの力の伝達をワイヤ等
により行う場合と比べ耐久性よく行い得る。しかも、ハ
ンドルの揺動操作の最中に、そのハンドルがハンドルス
テム回りに回転操作され、その回転操作に伴いガイド手
段からハンドルに向けて延びる各チェーンの方向が変化
しても、ガイド手段が球状体の外周面に沿って揺動する
ため、その変化に応じてガイド手段の向きが変り、上記
各チェーンが平面状態に保たれる。これにより、各チェ
ーンによる力の伝達を滑らかに行い得る。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例の形態を図
面に基いて説明する。

【００２７】図１は、本発明の推進力付加装置を適用し
た自転車を示し、１はフレーム、２はハンドルとしての
ハンドルバー、３，３は一対の軸方向力伝達部材、４は
クランク軸５に推進力を付加するパワーハウジングであ
る。

【００２８】上記フレーム１は、シートチューブ１１
と、トップチューブ１２と、ダウンチューブ１３と、ヘ
ッドチューブ１４と、シートステー１５ａ，１５ａと、
チェーンステー１５ｂ，１５ｂとで骨組みが形成された
ものである。そして、上記ヘッドチューブ１４に対し下
方からフォーク１６が挿入され、上方からハンドルポス
ト１７が挿入されて互いに一体に連結されており、その
フォーク１６とハンドルポスト１７とが一体にヘッドチ
ューブ１４の中心軸回りに回転可能に保持されている。
また、上記シートチューブ１１とダウンチューブ１３と
チェーンステー１５ｂ，１５ｂとの各端部が上記パワー
ハウジング４に溶接され、このパワーハウジング４を介
して互いに一体に結合されている。さらに、上記フォー
ク爪１６ａにフロントホイール１８ａが回転可能に保持
され、後爪１５ｃ，１５ｃにリヤホイール１８ｂが回転
可能に保持されている。なお、各ホイール１８ａ，１８
ｂは図示を省略するが、それぞれタイヤを有しスポーク
及びハブを介して上記各爪１６ａ，１５ｃに取付けられ
ている。

【００２９】加えて、上記パワーハウジング４には上記
クランク軸５が後述の軸受け部材４１，４１を介して回
転可能に取付けられており、このクランク軸５の左右両
側にそれぞれクランク１９ａを介してペダル１９ｂが取
付けられている。そして、片側のクランク１９ａに取付
けられたギヤ２０ａとリヤホイール１８ｂのハブに取付
けられた多段ギヤ２０ｂとの間に無端チェーン２０ｃが
巻回され、図示省略の変速機により多段変速が可能にな
っている。これにより、上記各ペダル１９ｂの踏み込み
操作をすることによりクランク軸５及びギヤ２０ａが回
転駆動され、この回転力が上記無端チェーン２０ｃ及び
多段ギヤを介してリヤホイール１８ｂに伝達されて前進
方向への推進力が生じるようになっている。

【００３０】上記ハンドルバー２は、その左右方向中央
部位がブラケット２１を介して上記ハンドルポスト１７
の上端から前方に突出するハンドルステム１７ａの先端
に前後方向軸Ｘ回りに揺動可能に取付けられている。上
記ブラケット２１は、図２及び図３に詳細を示すよう
に、ハンドルバー２を前後両側から挟み込む２つ割りの
挟持片２１ａ，２１ｂと、両者２１ａ，２１ｂを互いに
連結する捩子２１ｃ，２１ｃ，…とから構成されたもの
である。そして、上記ハンドルステム１７ａの内部に軸
受け部材２２ａ，２２ａを介して回転可能に支持された
回転軸２２に対し上記挟持片２１ａがねじ込み固定され
て、上記ハンドルバー２が前後方向軸Ｘ回りに揺動可能
になっている。

【００３１】また、上記ハンドルバー２とハンドルポス
ト１７との間には、ハンドルバー２を本来の位置に固定
した固定状態と、揺動可能状態とに切換える切換手段２
３が配設されている。この切換手段２３は、ハンドルポ
スト１７及びハンドルステム１７ａに対し上記ハンドル
ステム１７ａと平行に固定された保持筒２３ａと、この
保持筒２３ａ内に内挿されてコイルスプリング２３ｂの
圧縮復元力を受けて保持筒２３ａ先端開口から出没する
係合ピン２３ｃと、この係合ピン２３ｃを進退させて出
没させる操作レバー２３ｄとを備えたものである。

【００３２】この操作レバー２３ｄは、上記保持筒２３
ａの外周面に明けられた係合溝２３ｅを貫通して外部に
位置付けられ、この操作レバー２３ｄが上記コイルスプ
リング２３ｂに押されて係合溝２３ｅの前端側に位置し
た時に、図３に示すように係合ピン２３ｃが前方に突出
して挟持片２１ａの縦凹溝２１ｄ内に係合し、ハンドル
バー２を固定状態（図２に示す状態）にするようになっ
ている。一方、上記操作レバー２３ｄを上記コイルスプ
リング２３ｂに抗して上記係合溝２３ｅに沿って後退さ
せ保持筒２３ａの回りに回転させて位置止めした時に、
上記係合ピン２３ｃが没入状態になって、上記ハンドル
バー２を揺動可能状態にするようになっている。

【００３３】また、上記操作レバー２３ｄには、図４に
示すようにアーム部材２３ｆの一端が固定されており、
このアーム部材２３ｆの他端が後述のクラッチ手段９を
作動する作動ワイヤー９６の一端に連結されている。そ
して、上記操作レバー２３ｄの上記ハンドルバー固定状
態から揺動可能状態への回転による切換操作に伴い、上
記作動ワイヤ９６を引っ張って上記クラッチ手段９をＯ
Ｎ状態からＯＦＦ状態に切換作動させるようになってい
る。つまり、上記操作レバー２３ｄをハンドルバー固定
状態にすることにより、同時に上記クラッチ手段をＯＮ
状態にするようになっており、また、上記上記操作レバ
ー２３ｄをハンドルバー揺動可能状態に切換えることに
より、同時に上記クラッチ手段をＯＦＦ状態に切換える
ようになっている。

【００３４】一方、上記ハンドルバー２の揺動中心であ
る前後方向軸Ｘから左右方向に所定距離離れた両側部位
のハンドルバー２には、図５及び図６に示すように、そ
れぞれ軸方向力伝達部材３の一端が例えば球継手等によ
り構成された自在継手３１を介して連結されており、こ
の各軸方向力伝達部材３の他端はガイド手段６に案内さ
れてパワーハウジング４まで延ばされ内蔵された後述の
パワースプロケット７１ａ，７１ｂ及びテンションスプ
ロケット８２ａ，８２ｂに巻回されている。

【００３５】上記各軸方向力伝達部材３は、前・後端部
側部分がそれぞれチェーン部材３２，３３により、中間
の直線部分がプルロッド３４により構成されたものであ
り、前側チェーン部材３２が上記ガイド手段６により屈
曲案内されている。この各前側チェーン部材３２は、上
記ガイド手段６により屈曲された状態で、シートチュー
ブ１１，トップチューブ１２，ダウンチューブ１３及び
ヘッドチューブ１４で構成される平面に対し、斜めに傾
いた傾斜面に沿って配置されており（図６及び図２参
照）、上記ガイド手段６もこの傾斜面に沿うように配置
されている。

【００３６】上記ガイド手段６は、図７に詳細を示すよ
うに、ダウンチューブ１３とヘッドチューブ１４との結
合部位の下側に左右方向に延びるように固定されたロッ
ド部材６１と、このロッド部材６１の左右両端部のそれ
ぞれに上記チェーン部材３２の傾斜面に対応して斜めに
捩じ込まれた捩子６２により取付けられた一対の球状体
６３（図７には一側のもののみ示す）と、この各球状体
６３の外周面に沿って滑動可能に外嵌された一対のスプ
ロケット６４とから構成されている。これにより、この
各スプロケット６４は、上記捩子６２の軸Ｙ回りに回転
可能で、かつ、上記球状体６３の回りに沿って揺動可能
となり、ハンドルバー２の転舵操作（ハンドルポスト１
７及びヘッドチューブ１４の中心軸Ｚ回りの回転操作）
に伴い前側チェーン部材３２の傾斜方向に応じて向きを
変え得るようになっている。そして、このガイド手段６
に上記前側チェーン部材３２が案内されて、ガイド手段
６から自在継手３１までの前側チェーン部材３２が側面
から見て上記中心軸Ｚと略一致して延びるように位置付
けられるようになっている（図５参照）。

【００３７】上記パワーハウジング４には、図８〜図１
０に示すように、軸受け部材４１，４１を介して回転可
能に支持されたクランク軸５と、このクランク軸５に対
しハンドルバー２の揺動操作による推進力を付加する推
進力付加機構７と、この推進力付加機構７に推進力を伝
達する両軸方向力伝達部材３，３に戻し付勢力を付与す
る戻し付勢手段としてのチェーンテンション機構８（図
９にのみ示す）と、上記推進力付加機構７とクランク軸
５との間の回転力の伝達をＯＮ・ＯＦＦするクラッチ手
段９とが内蔵されている。以下、説明の都合上、まず、
クラッチ手段９から説明する。

【００３８】クラッチ手段９は、図８及び図１０に示す
ように、上記クランク軸５の一側外周面に対し周方向に
等間隔に配置され軸方向に延びる多数の噛合い凸条５
１，５１，…と、そのクランク軸５に外挿されたブロッ
ク体９１と、このブロック体９１の中央空所９１ａ内に
上記クランク軸５の径方向から内嵌されたクラッチスリ
ーブ部材９２と、このクラッチスリーブ部材９２を上記
中央空所９１ａ内で上記各凸条５１から離れる側に付勢
するコイルスプリング９３と、上記クラッチスリーブ部
材９２に対し軸方向から外嵌したスリーブリング９４
と、このスリーブリング９４に当接して上記クラッチス
リーブ部材９２を上記コイルスプリング９３に抗して上
記各凸条５１側に移動させる作動部材９５と、この作動
部材９５の基端部に連結された作動ワイヤー９６とを備
えている。

【００３９】上記ブロック体９１は上記中央空所９１ａ
の軸方向両側にそれぞれ筒部９１ｂ，９１ｃを有するも
のであり、各筒部９１ｂ，９１ｃの外周面に上記推進力
付加機構７が外嵌されている。

【００４０】上記クラッチスリーブ部材９２の内周側に
は、上記多数の凸条５１，５１，…に噛合う歯状部９２
ａ，９２ａ，…が周方向に等間隔に形成されており、そ
の各歯状部９２ａが各凸条５１と噛合うことにより上記
ブロック体９１がクランク軸５と一体に相対回転する一
体回転状態になり、その噛合いが外れることにより上記
ブロック体９１はクランク軸５に対し相対的に空転する
空転状態になるようになっている。そして、上記作動ワ
イヤ９６が切換手段６の切換操作により引かれることに
より作動部材９５を回転作動され、この回転作動により
スリーブリング９４を介して上記クラッチスリーブ部材
９２が移動されて上記一体回転状態になるようになって
いる。つまり、切換手段２３がハンドルバー固定状態に
切換られることにより上記作動ワイヤ９６が戻されてブ
ロック体９１とクランク軸５とは互いに空転状態、すな
わち、クラッチ手段９のＯＮ状態になり、上記切換手段
２３が揺動可能状態に切換られることにより上記作動ワ
イヤー９６が引っ張られて上記ブロック体９１とクラン
ク軸５とは一体回転状態、すなわち、クラッチ手段９の
ＯＦＦ状態になるようになっている。

【００４１】上記推進力付加機構７は、推進力付加用ス
プロケットとしての一対のパワースプロケット７１ａ，
７１ｂにより構成されている。この各パワースプロケッ
ト７１ａ，７１ｂの内周面側には、一方向回転伝達手段
としてのワンウェイクラッチ７２が内蔵され、このワン
ウェイクラッチ７２を介して上記ブロック体９１の各筒
部９１ｂ，９１ｃに外嵌されている。上記各ワンウェイ
クラッチ７２は上記各パワースプロケット７１ａ，７１
ｂの前進方向の回転力をのみ上記ブロック体９１側に伝
達し、逆方向には空転するようになっている。従って、
上記クラッチ手段９がＯＦＦ状態にある時にのみ、上記
各パワースプロケット７１ａ，７１ｂから前進方向の回
転力がクランク軸５に伝達されて推進力の付加が行われ
るようになっている。

【００４２】チェーンテンション機構８は、上記パワー
ハウジング４により上記クランク軸５と平行に支持され
た軸体８１と、この軸体８１の左右両側位置の周囲に回
転可能に配設された一対のテンションスプロケット８２
ａ，８２ｂと、この一対のテンションスプロケット８２
ａ，８２ｂ間の軸体８１間に外装された捩じりコイルス
プリング８３とから構成されている。この捩じりコイル
スプリング８３はその一端８３ａが上記テンションスプ
ロケット８２ａに、他端８３ｂが上記テンションスプロ
ケット８２ｂにそれぞれ係止されており、一方のテンシ
ョンスプロケット８２ａの回転により他方のテンション
スプロケット８２ｂに同方向の回転付勢力を付与するよ
うになっている。

【００４３】そして、一側の軸方向力伝達部材３の後側
チェーン部材３４の他端３４ａが、上記一側のパワース
プロケット７１ａに巻回された後、一側のテンションス
プロケット８２ａに上記と逆方向に巻回されてそのテン
ションスプロケット８２ａに固定されている。また、他
側の軸方向力伝達部材３の後側チェーン部材３４の他端
３４ｂが、他側のパワースプロケット７１ｂに巻回され
た後、他側のテンションスプロケット８２ｂに上記と同
方向に巻回されてそのテンションスプロケット８２ｂに
固定されている。従って、一側の後側チェーン部材３４
が引かれると、それによる捩じりコイルスプリング８３
の捩じり復元力が他側の後側チェーン部材３４に戻し側
の付勢力として作用するようになっている。

【００４４】上記構成の場合、切換手段２３がハンドル
バー固定状態にされると、ハンドルバー２の前後方向軸
Ｘ回りの揺動が阻止されハンドルバー２は本来の位置に
固定されることになる。そして、乗員のペダル１９ｂ，
１９ｂの踏み込み動作によりクランク軸５及びフロント
ギヤ２０ａが回転駆動されて、上記乗員の脚力のみによ
る前進方向の推進力が付与される。

【００４５】一方、例えば上り坂になって上記脚力によ
る推進力に加えて腕力による推進力を付加させて推進力
をより増大させたい場合や、もしくは、上記脚力による
推進力に対し腕力による推進力で補って推進力は同じで
も脚の筋肉を休めたい場合には、切換手段２３を揺動可
能状態に切換え、これにより、クラッチ手段９をＯＦＦ
状態にした後、両腕でハンドルバー２を前後方向軸Ｘ回
りに揺動させればよい。このハンドルバー２の揺動操作
により両軸方向力伝達部材３，３が交互に引っ張られ、
これに伴いパワースプロケット７１ａ，７１ｂが交互に
前進方向に回転され、この回転力が一体回転状態になっ
たブロック体９１を介してクランク軸５に伝達される。
この結果、上記ペタル１９ｂ，１９ｂの踏み込みによる
推進力に、腕力による推進力が付加される。

【００４６】この推進力を付加するために行うハンドル
バー２の揺動操作が前後方向軸Ｘ回りに対する往復運動
であるため、下半身によるペダル１９ａ，１９ｂの踏み
込み動作と、上半身によるハンドルバー２の揺動動作と
が相互に同期して、双方の動作に対し有効に力を発揮す
ることができるようになる。このため、ハンドルバー２
の揺動操作による推進力の付加により、脚によるペダル
１９ａ，１９ｂの踏み込み力が阻害されることはなく、
その踏み込みに伴う乗員の上体の運動を有効に利用して
ハンドルの揺動操作を効果的に行うことができる。しか
も、上記ハンドルの揺動が前後方向軸回りのものである
ため、転舵操作の操作方向と略一致し、転舵操作が不安
定化することが防止される。

【００４７】なお、他の実施形態として、上記の実施形
態のごとくパワースプロケットをクランク軸５に取付け
るのではなく、パワースプロケットを他の位置に取付
け、これを一方向回転伝達手段及びギヤの噛み合わせを
介して前進方向の回転力のみを伝達するようにクランク
軸５に接続するようにしてもよい。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明における自転車の推進力付加方法及び装置によれば、
ハンドルの揺動操作が前後方向軸回りのものであるた
め、そのハンドルの揺動方向と、この揺動操作と同期し
て行われる脚によるペダルの踏み込みに必要な腕の力の
作用方向とが合致し、脚によるクランクペダルの踏み込
み力を阻害することなく、その踏み込みに伴う乗員の上
体の運動を有効利用してハンドルの揺動操作による推進
力の付加を行うことができる。また、上記ハンドルの揺
動方向と、転舵操作の操作方向と略一致し、転舵操作の
不安定化を防止することができる。

【００４９】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明を確実に実施し得る推進力付加装置を提供する
ことができる。これにより、クランクペダルの踏み込み
操作による自転車の推進に加え、上記推進力付加用スプ
ロケットからの回転力を自転車の推進力として効果的に
付加することができ、その際、上記各推進力付加用スプ
ロケットは前進方向にのみ回転力を伝達する一方向回転
伝達手段を介してクランク軸に取付けられているため、
前進方向と逆方向には空転してクランクペダルによる前
進方向への推進力発揮を阻害することはない。

【００５０】請求項３記載の発明によれば、上記請求項
２記載の発明による効果に加えて、ハンドルの揺動操作
に伴いそのハンドルの左右両側部に連結された軸方向力
伝達部材が戻し方向に移動しても、その軸方向力伝達部
材を戻し方向付勢手段により自動的に戻すことができ、
これにより、たるみ等の発生を防止して、ハンドルの揺
動に伴い軸方向力伝達部材を介して推進力付加用スプロ
ケットへの前進方向の回転力伝達を確実に行うことがで
きる。

【００５１】請求項４記載の発明によれば、上記請求項
３記載の発明による効果に加えて、ハンドルの左右両側
部に連結された一対の軸方向力伝達部材を、捩じりコイ
ルスプリングの捩じり復元力によって確実にハンドルの
揺動操作に連動して戻し付勢することができる。

【００５２】請求項５記載の発明によれば、上記請求項
２記載の発明による効果に加えて、切換手段の切換操作
により、自転車の走行路の状態や乗員の意思に基づい
て、脚に加えて腕による推進力の付加を得るか否かの切
換を行うことができる。

【００５３】請求項６記載の発明によれば、上記請求項
２記載の発明による効果に加えて、クラッチ手段のＯＮ
状態、ＯＦＦ状態への切換によって、請求項５記載の発
明と同様に、自転車の走行路の状態や乗員の意思に基づ
いて、脚に加えて腕による推進力の付加を得るか否かの
切換を行うことができる。

【００５４】請求項７記載の発明によれば、上記請求項
６記載の発明による効果に加えて、切換手段の切換に連
動させてクラッチ手段を自動的に切換えることができ
る。

【００５５】請求項８記載の発明によれば、上記請求項
２記載の発明による効果に加えて、ハンドル揺動に伴う
各軸方向力伝達部材の移動がガイド手段により案内され
て、より確実になり、推進力の付加をより効率的に行う
ことができる。

【００５６】請求項９記載の発明によれば、上記請求項
８記載の発明による効果に加えて、例えば自転車の停止
状態もしくは低速走行状態において、ハンドルのハンド
ルポスト回りの回転操作に伴い変位する軸方向力伝達部
材の変位量を最小にすることができ、この結果、ハンド
ルに作用する上記各軸方向力伝達部材からの引き方向の
力を最小限に抑えて上記ハンドルの回転操作を支障なく
行うことができる。

【００５７】請求項１０記載の発明によれば、上記請求
項８記載の発明による効果に加えて、各軸方向力伝達部
材をチェーンにより構成しているため、力の伝達をワイ
ヤ等により行う場合と比べ、耐久性よく行うことができ
る。しかも、ハンドルの揺動操作の最中に、そのハンド
ルがハンドルポスト回りに回転操作され、その回転操作
に伴いガイド手段からハンドルに向けて延びる各チェー
ンの方向が変化しても、その変化に応じてガイド手段の
向きが変るため、上記各チェーンを確実に平面状態に維
持することができ、各チェーンによる力の伝達を滑らか
に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の形態を適用した自転車の斜視
図である。

【図２】ハンドルステムの一部切欠き側面図である。

【図３】切換手段の分解斜視図である。

【図４】図３のＡ−Ａ線における一部省略断面である。

【図５】自転車の一部省略側面図である。

【図６】図５のＢ−Ｂ線における一部省略断面図であ
る。

【図７】ガイド手段の拡大断面図である。

【図８】図５のＣ−Ｃ線における拡大断面図である。

【図９】パワーハウジング内を示す一部省略斜視図であ
る。

【図１０】図９のものの一部省略分解斜視図である。

【符号の説明】

１ フレーム ２ ハンドルバー（ハンドル） ３ 軸方向力伝達部材 ５ クランク軸 ６ ガイド手段 ８ チェーンテンション機構（戻し方向
付勢手段） ９ クラッチ手段 １３ ダウンチューブ １４ ヘッドチューブ １７ａ ハンドルステム ２３ 切換手段 ３１，３２ チェーン部材（チェーン） ６３ 球状体 ６４ ガイドスプロケット ７１ａ，７１ｂ パワースプロケット（推進力付加用
スプロケット） ７２ ワンウェイクラッチ（一方向回転伝
達手段） ８１ 軸体 ８２ａ，８２ｂ テンションスプロケット（付勢用ス
プロケット） ８３ 捩じりコイルスプリング Ｘ 前後方向軸 Ｚ ヘッドチューブの中心軸

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハンドルがハンドルステムに対し自転車
   の前後方向軸回りに揺動可能に取付けられる一方、推進
   力付加用スプロケットが前進方向のみ回転伝達させる一
   方向回転伝達手段を介してクランク軸に接続され、上記
   ハンドルの揺動中心から離れた部位のハンドルに一端を
   取付けた軸方向伝達部材の他端が上記スプロケットに巻
   回されてなる自転車を用い、 上記ハンドルの左右両側部を上記前後方向軸回りに揺動
   させてその左右両側部を交互に上方に引き上げることに
   より、その引き上げ力を上記軸方向力伝達部材を介して
   上記スプロケットに伝達してそのクランク軸を前進方向
   に回転させることを特徴とする自転車の推進力付加方
   法。
2. 【請求項２】 ハンドルステムに対し前後方向軸回りに
   揺動可能に取付けられたハンドルと、 クランク軸の左右両側位置にそれぞれ前進方向にのみ回
   転伝達させる一方向回転伝達手段を介して取付けられた
   一対の推進力付加用スプロケットと、 上記ハンドルの揺動中心を挟んで互いに離れた左右両側
   部位のハンドルにそれぞれ一端が取付けられ、他端が上
   記各スプロケットに巻回された一対の軸方向力伝達部材
   とを備え、 上記ハンドルの揺動運動が上記各軸方向力伝達部材を介
   して上記各スプロケットに回転力として伝達されて、ク
   ランク軸に前進方向の回転力が付加されるように構成さ
   れていることを特徴とする自転車の推進力付加装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、 各軸方向力伝達部材には、その軸方向力伝達部材を戻し
   方向に付勢する戻し方向付勢手段が接続されていること
   を特徴とする自転車の推進力付加装置。
4. 【請求項４】 請求項３において、 戻し方向付勢手段は、クランク軸と平行に配設された軸
   体と、この軸体の左右両側位置にそれぞれ回転可能に取
   付けられた一対の付勢用スプロケットと、上記一対のス
   プロケット間の軸体周囲に外装されて上記一対のスプロ
   ケットに対しそれぞれ端部が固定された捩じりコイルス
   プリングとを備えており、 第１の軸方向力伝達部材の他端が、第１の推進力付加用
   スプロケットに巻回された後に第１の付勢用スプロケッ
   トに対し巻回された状態で固定され、第２の軸方向力伝
   達部材の他端が、第２の推進力付加用スプロケットに巻
   回された後に第２の付勢用スプロケットに対し上記第１
   の軸方向力伝達部材とは逆方向に巻回された状態で固定
   され、 上記第１及び第２の付勢用スプロケットが予め捩じり方
   向に捩じられて捩じり復元力が作用した状態にされてい
   ることを特徴とする自転車の推進力付加装置。
5. 【請求項５】 請求項２において、 ハンドルをハンドルステムに対し、固定した状態と、揺
   動可能な状態とに切換える切換手段を備えていることを
   特徴とする自転車の推進力付加装置。
6. 【請求項６】 請求項２において、 クランク軸と推進力付加用スプロケットとの間には、一
   方向回転伝達手段を介した前進方向の回転力の伝達を遮
   断するクラッチ手段が介装されていることを特徴とする
   自転車の推進力付加装置。
7. 【請求項７】 請求項６において、 ハンドルをハンドルステムに対し、固定した状態と、揺
   動可能な状態とに切換える切換手段を備えており、 この切換手段は、上記ハンドルが固定状態に切換えられ
   たときにクラッチ手段が前進方向の回転力の伝達を遮断
   したＯＮ状態に、上記ハンドルが揺動可能状態に切換え
   られたときに上記クラッチ手段が上記回転力の伝達を行
   うＯＦＦ状態になるように、上記クラッチ手段と互いに
   接続されていることを特徴とする自転車の推進力付加装
   置。
8. 【請求項８】 請求項２において、 フレームには、各軸方向力伝達部材をヘッドチューブと
   ダウンチューブとに沿って案内するガイド手段が設けら
   れていることを特徴とする自転車の推進力付加装置。
9. 【請求項９】 請求項８において、 ガイド手段は、各軸方向力伝達部材が、自転車を側面か
   ら見た状態でヘッドチューブの中心軸線と略一致した位
   置を下方に延びるよう、上記ヘッドチューブとダウンチ
   ューブとの結合部近傍位置に配設されていることを特徴
   とする自転車の推進力付加装置。
10. 【請求項１０】 請求項８において、 軸方向力伝達部材がチェーンにより構成され、 ガイド手段は、フレーム側に固定される球状体と、この
    球状体の外周面に対し互いに直交する一方軸の回りに回
    転可能かつ他方軸の回りに揺動可能に外嵌されたガイド
    スプロケットとを有していることを特徴とする自転車の
    推進力付加装置。