JPH092365A - ２分割揺動屈伸型ペダルアーム装置 - Google Patents
２分割揺動屈伸型ペダルアーム装置Info
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- JPH092365A JPH092365A JP18612695A JP18612695A JPH092365A JP H092365 A JPH092365 A JP H092365A JP 18612695 A JP18612695 A JP 18612695A JP 18612695 A JP18612695 A JP 18612695A JP H092365 A JPH092365 A JP H092365A
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- arm
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- arms
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 自転車等に用いる人力ペダルアーム機構の省
力・効率化。 【構成】 スプロケット駆動用ペダルアームを２分割揺
動屈伸型とし、両アーム（１，２）の回転連結結合部に
揺動角制限機構（４）と金属ばねの弾性力等を応用した
踏力比例揺動屈伸機構（５）を複合的に組み合せた連成
アーム構造とすることで、通常ペダルワークでは無効踏
力を発生している交互の後上方略半回転ペダル位栢部で
のスプロケット中心軸よりの実ペダルアーム長ｒ（半
径）を短縮し、有効踏力発生時の前方略半回転ペダル位
相部でのみ実ペダルアーム長ｒ（半径）を仲長するよう
にして、ペダル踏力を人間工学的により効率的にスプロ
ケットに作用させるようにすることで全回転を通して省
力かつ軽快なペダル操作機構を構成する。
力・効率化。 【構成】 スプロケット駆動用ペダルアームを２分割揺
動屈伸型とし、両アーム（１，２）の回転連結結合部に
揺動角制限機構（４）と金属ばねの弾性力等を応用した
踏力比例揺動屈伸機構（５）を複合的に組み合せた連成
アーム構造とすることで、通常ペダルワークでは無効踏
力を発生している交互の後上方略半回転ペダル位栢部で
のスプロケット中心軸よりの実ペダルアーム長ｒ（半
径）を短縮し、有効踏力発生時の前方略半回転ペダル位
相部でのみ実ペダルアーム長ｒ（半径）を仲長するよう
にして、ペダル踏力を人間工学的により効率的にスプロ
ケットに作用させるようにすることで全回転を通して省
力かつ軽快なペダル操作機構を構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】全ての用途の自転車、人力車のス
プロケット等の人力駆動ペダルアーム装置に関する。
プロケット等の人力駆動ペダルアーム装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来広く普及している自伝車、人力車の
スプロケット等に用いられているスプロケット駆動ペダ
ルアームは、左右１８０度間隔で対称に配置された一定
長固定アームの組合せであるが、その有効駆動力はペダ
ル前方の略半回転位相部で交互に発生させているもので
あり、交互の後上方略半回転位相部の運動に駆動効率改
善の余地がある。
スプロケット等に用いられているスプロケット駆動ペダ
ルアームは、左右１８０度間隔で対称に配置された一定
長固定アームの組合せであるが、その有効駆動力はペダ
ル前方の略半回転位相部で交互に発生させているもので
あり、交互の後上方略半回転位相部の運動に駆動効率改
善の余地がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記左右ペダルアーム
を各々対称の回転揺動屈伸型の２本アーム連結構造とす
ることで、無効踏力を発生している交互の後上方略半回
伝ペダル位相部でのスプロケット中心軸まわりの実ペダ
ルアーム長ｒ（半径）を屈曲短縮し、有効駆動踏力を発
生している前方略半回転ペダル位相部でのみ実ペダルア
ーム長ｒ（半径）を屈伸伸長させるようにして、ペダル
踏力を人間工学的により効率的にスプロケットに作用さ
せるようにして左右脚力による連続する全回転運動を通
して省力かつ軽快なペダル操作機構に改善することを目
的とするものである。
を各々対称の回転揺動屈伸型の２本アーム連結構造とす
ることで、無効踏力を発生している交互の後上方略半回
伝ペダル位相部でのスプロケット中心軸まわりの実ペダ
ルアーム長ｒ（半径）を屈曲短縮し、有効駆動踏力を発
生している前方略半回転ペダル位相部でのみ実ペダルア
ーム長ｒ（半径）を屈伸伸長させるようにして、ペダル
踏力を人間工学的により効率的にスプロケットに作用さ
せるようにして左右脚力による連続する全回転運動を通
して省力かつ軽快なペダル操作機構に改善することを目
的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、略等長に分割したスプロケットアームの外端部とペ
ダルアームの内端部を回転揺動連結方式で結合し、有効
駆動踏力のかゝる前方略半回転位相部では２本のアーム
の揺動で合成される有効ペダルアーム長ｒ（半径）を極
力最長状態として作動させ、無効踏力となる後上方略半
回転位相部では両アームを一定最小角度に屈曲させ有効
ペダルアーム長ｒ（半径）を短縮させるような連成屈伸
型のペダルアーム駆動機構とすることで、前方の半回転
位相部で有効駆動力を確保しながらスプロケット中心軸
に対する合成ペダル回転軌跡面積を全体として「図３」
に示す如く偏心縮小して人間工学的に無理のない軽快な
ペダルワークの省力ペダルアーム駆動装置を構成する。
基本的には２本アーム回転揺動結合部に揺動角範囲制限
機構と金属ばねの弾性力等を利用したペダル踏力に比例
する可変揺動機構とを適切な機構学的力学的手法の組合
せで構成するものである。
に、略等長に分割したスプロケットアームの外端部とペ
ダルアームの内端部を回転揺動連結方式で結合し、有効
駆動踏力のかゝる前方略半回転位相部では２本のアーム
の揺動で合成される有効ペダルアーム長ｒ（半径）を極
力最長状態として作動させ、無効踏力となる後上方略半
回転位相部では両アームを一定最小角度に屈曲させ有効
ペダルアーム長ｒ（半径）を短縮させるような連成屈伸
型のペダルアーム駆動機構とすることで、前方の半回転
位相部で有効駆動力を確保しながらスプロケット中心軸
に対する合成ペダル回転軌跡面積を全体として「図３」
に示す如く偏心縮小して人間工学的に無理のない軽快な
ペダルワークの省力ペダルアーム駆動装置を構成する。
基本的には２本アーム回転揺動結合部に揺動角範囲制限
機構と金属ばねの弾性力等を利用したペダル踏力に比例
する可変揺動機構とを適切な機構学的力学的手法の組合
せで構成するものである。
【０００５】
【作用】揺動角範囲制限機構と金属ばねの弾性力等を応
用した踏力比例揺動屈伸機構を複合的に組み合わせた２
分割揺動屈伸型ペダルアーム駆動装置を用いることによ
り、通常ペダルワークでの無効駆動踏力を発生している
後上方略半回転ペダル位相部でのスプロケット中心軸ま
わりの実ペダルアーム長ｒを屈曲短縮し、有効駆動踏力
を発生している前方略半回転ペダル位相部でのみ実ペダ
ルアーム長ｒを屈伸伸長させるようにして、スプロケッ
ト中心軸まわりのペダル回転中心軸軌跡を、前方下方に
偏心縮小させるようにすると同時に、有効駆動トルクを
確保するようにペダルを作動させることで省力かつ軽快
なペダル操作感が得られるようになる。
用した踏力比例揺動屈伸機構を複合的に組み合わせた２
分割揺動屈伸型ペダルアーム駆動装置を用いることによ
り、通常ペダルワークでの無効駆動踏力を発生している
後上方略半回転ペダル位相部でのスプロケット中心軸ま
わりの実ペダルアーム長ｒを屈曲短縮し、有効駆動踏力
を発生している前方略半回転ペダル位相部でのみ実ペダ
ルアーム長ｒを屈伸伸長させるようにして、スプロケッ
ト中心軸まわりのペダル回転中心軸軌跡を、前方下方に
偏心縮小させるようにすると同時に、有効駆動トルクを
確保するようにペダルを作動させることで省力かつ軽快
なペダル操作感が得られるようになる。
【０００６】
【実施例】以下に、本発明の一実施例を添付の図面に基
づいて前方に向かって右側のペダルアーム機構につき説
明する。対称に配設する左側のペダルアームについても
基本的構造・機能・作動等についてはこれと全く同様で
ある。「図１」に示すように、チェーンまたは歯付ベル
ト駆動用スプロケット軸結合ペダルアームを略等長の２
本のアームに分割し、スプロケットアームの外端部とペ
ダルアームの内端部を回転方向にのみ揺動可能な回転結
合部を介して連結する連成ペダルアーム構成とする。
づいて前方に向かって右側のペダルアーム機構につき説
明する。対称に配設する左側のペダルアームについても
基本的構造・機能・作動等についてはこれと全く同様で
ある。「図１」に示すように、チェーンまたは歯付ベル
ト駆動用スプロケット軸結合ペダルアームを略等長の２
本のアームに分割し、スプロケットアームの外端部とペ
ダルアームの内端部を回転方向にのみ揺動可能な回転結
合部を介して連結する連成ペダルアーム構成とする。
【０００７】「図２」に示すように当該揺動回転結合部
に揺動角範囲制限機構をペダルアームに一体的に設け
る。揺動角範囲制限機構はスプロケットアーム側に一体
的に設けてもよいし、両アームに機能を分割して設置し
てもよい。
に揺動角範囲制限機構をペダルアームに一体的に設け
る。揺動角範囲制限機構はスプロケットアーム側に一体
的に設けてもよいし、両アームに機能を分割して設置し
てもよい。
【０００８】揺動角範囲制限機構部には金属ばねの弾性
力等を応用した踏力比例揺動屈伸機構を複合的に組み合
せ、ペダル踏力に応じ両アームの交叉角（スプロケット
アームに対するペダルアームの上方になす角度）を踏力
０時には最小約９０度の屈曲状態（この時有効ペダルア
ーム長は最短）で固定し、踏力大時には最大約１８０度
の屈伸状態（この時有効ペダルアーム長は最長）で固定
し、その間は踏力に応じた中間の揺動交叉角が円滑に得
られるような機能を持たせるようにする。「図４」は踏
力比例揺動屈伸機構にトーションバーを用いて回転結合
軸と兼用する両アーム連結部の構造を示す（両アーム最
大屈伸状態）。本実施例ではスプロケットアームとトー
ションバー間はセレーション嵌合、ペダルアームとトー
ションバー間はノックピン結合方式としたが、両アーム
交叉角最小屈曲状態で適切なねじり予荷重を与えてトー
ションバーを組み付ける作業を容易にするためノックピ
ン側トーションバー端部にねじり調整用ボックスレンチ
使用によるつかみ部を設けた。当該部に使用するばねの
強さ等は人間の踏力等に応じて実用上最適の特性に設定
すればよい。その他ねじりコイルばねや、引張りコイル
ばねを採用する踏力比例揺動屈伸機構とすることも考え
られる。
力等を応用した踏力比例揺動屈伸機構を複合的に組み合
せ、ペダル踏力に応じ両アームの交叉角（スプロケット
アームに対するペダルアームの上方になす角度）を踏力
０時には最小約９０度の屈曲状態（この時有効ペダルア
ーム長は最短）で固定し、踏力大時には最大約１８０度
の屈伸状態（この時有効ペダルアーム長は最長）で固定
し、その間は踏力に応じた中間の揺動交叉角が円滑に得
られるような機能を持たせるようにする。「図４」は踏
力比例揺動屈伸機構にトーションバーを用いて回転結合
軸と兼用する両アーム連結部の構造を示す（両アーム最
大屈伸状態）。本実施例ではスプロケットアームとトー
ションバー間はセレーション嵌合、ペダルアームとトー
ションバー間はノックピン結合方式としたが、両アーム
交叉角最小屈曲状態で適切なねじり予荷重を与えてトー
ションバーを組み付ける作業を容易にするためノックピ
ン側トーションバー端部にねじり調整用ボックスレンチ
使用によるつかみ部を設けた。当該部に使用するばねの
強さ等は人間の踏力等に応じて実用上最適の特性に設定
すればよい。その他ねじりコイルばねや、引張りコイル
ばねを採用する踏力比例揺動屈伸機構とすることも考え
られる。
【０００９】前記揺動角範囲制限機構部には屈曲および
屈伸時アームとの接触部に衝撃および接触音発生緩和の
ために硬質ゴム等の衝撃緩衝材を挿入固定し、ペダル操
作時の快適性を損なわないようにする。緩衝材をアーム
側に設置してもよい。
屈伸時アームとの接触部に衝撃および接触音発生緩和の
ために硬質ゴム等の衝撃緩衝材を挿入固定し、ペダル操
作時の快適性を損なわないようにする。緩衝材をアーム
側に設置してもよい。
【００１０】
【発明の効果】上記のように構成された２分割揺動屈伸
型ペダルアーム装置を用いた通常ペダル駆動によるスプ
ロケット中心軸に対するペダル回転中心軸軌跡を「図
３」に示す。自転車あるいは人力車等に応用した場合に
は、前方略半回転位相部で有効駆動力を確保しながら、
そのペダル回転中心軸軌跡は従来の一定長ペダルアーム
方式による回転軌跡に比べ、前方下方に偏心縮小（後脚
荷重により無効踏力を発生している斜線で示した後上方
略半回転位相部のアーム長を短縮）することになるの
で、人間工学的に効率的で無駄のないペダルワークに改
善される。通常のペダル操作においては右（左）脚でペ
ダルを前方下方へ回転駆動している時の後方左（右）脚
はペダルに足を乗せているだけで、後方脚の重量荷重は
前方駆動脚で発生している有効駆動トルクを減じている
ことになり、後上方ペダルの回転軌跡が縮小されること
は脚全体の無駄な動きを小さくすると同時に、駆動脚に
よる有効駆動トルクをその分増大させることになり、よ
り軽快な省力走行が可能になる（ペダル機構のみ改装し
た場合）。
型ペダルアーム装置を用いた通常ペダル駆動によるスプ
ロケット中心軸に対するペダル回転中心軸軌跡を「図
３」に示す。自転車あるいは人力車等に応用した場合に
は、前方略半回転位相部で有効駆動力を確保しながら、
そのペダル回転中心軸軌跡は従来の一定長ペダルアーム
方式による回転軌跡に比べ、前方下方に偏心縮小（後脚
荷重により無効踏力を発生している斜線で示した後上方
略半回転位相部のアーム長を短縮）することになるの
で、人間工学的に効率的で無駄のないペダルワークに改
善される。通常のペダル操作においては右（左）脚でペ
ダルを前方下方へ回転駆動している時の後方左（右）脚
はペダルに足を乗せているだけで、後方脚の重量荷重は
前方駆動脚で発生している有効駆動トルクを減じている
ことになり、後上方ペダルの回転軌跡が縮小されること
は脚全体の無駄な動きを小さくすると同時に、駆動脚に
よる有効駆動トルクをその分増大させることになり、よ
り軽快な省力走行が可能になる（ペダル機構のみ改装し
た場合）。
【００１１】また、スプロケット中心軸まわりの実ペダ
ル回転運動軌跡が「図３」のように相対的に前方下方へ
偏心縮小移動するようになるので、スプロケット中心軸
位置を従来型ペダル車に比べてその分相対的に上方に移
動させることができるようになり、ペダル最下点地上高
を従来型一定長ペダルアーム車と同等に確保する場合連
成ペダルアームの合成最大長を従来型ペダル車のアーム
長よりその分長く設定することが可能となり、同じペダ
ル踏力で有効駆動トルクを増大させることができること
になり、ペダル機構のみを改装した場合に比べて更に軽
快な車両の製作が可能となる。
ル回転運動軌跡が「図３」のように相対的に前方下方へ
偏心縮小移動するようになるので、スプロケット中心軸
位置を従来型ペダル車に比べてその分相対的に上方に移
動させることができるようになり、ペダル最下点地上高
を従来型一定長ペダルアーム車と同等に確保する場合連
成ペダルアームの合成最大長を従来型ペダル車のアーム
長よりその分長く設定することが可能となり、同じペダ
ル踏力で有効駆動トルクを増大させることができること
になり、ペダル機構のみを改装した場合に比べて更に軽
快な車両の製作が可能となる。
【図１】２分割揺動屈伸型ペダルアームの作動を説明す
る摸式図。（スプロケットアーム前方水平時、ペダル踏
力に応じたアーム長ｒが変動する様子を示す。） （ａ）； 揺動角最小状態（有効ペダルアーム長ｒは最
短）を示す。 （ｂ）； 揺動角中間状態（有効ペダルアーム長ｒは中
間）を示す。 （ｃ）： 揺動角最大状態（有効ペダルアーム長ｒは最
長）を示す。
る摸式図。（スプロケットアーム前方水平時、ペダル踏
力に応じたアーム長ｒが変動する様子を示す。） （ａ）； 揺動角最小状態（有効ペダルアーム長ｒは最
短）を示す。 （ｂ）； 揺動角中間状態（有効ペダルアーム長ｒは中
間）を示す。 （ｃ）： 揺動角最大状態（有効ペダルアーム長ｒは最
長）を示す。
【図２】揺動角範囲制限機構一体式ペダルアームの構造
を説明する立体図。
を説明する立体図。
【図３】本考案ペダルアーム機構での通常駆動によるス
プロケット中心軸に対するペダル回転中心軸軌跡説明
図。 ａ ： ペダル踏力０の時の軌跡 ｂ ； ペダル踏力中の時の軌跡 ｃ ； ペダル踏力大の時の軌跡 ｄ ； ペダル踏力最大の時の軌跡
プロケット中心軸に対するペダル回転中心軸軌跡説明
図。 ａ ： ペダル踏力０の時の軌跡 ｂ ； ペダル踏力中の時の軌跡 ｃ ； ペダル踏力大の時の軌跡 ｄ ； ペダル踏力最大の時の軌跡
【図４】両アーム屈伸伸長時の２分割アーム揺動回転結
合部の詳細構造説明図。（揺動屈伸機構にトーションバ
ーを用いて回転結合軸と兼用した実施例） （ａ）： 左側面図 （ｂ）； 水平面断面図 （ｃ）； 右側面図
合部の詳細構造説明図。（揺動屈伸機構にトーションバ
ーを用いて回転結合軸と兼用した実施例） （ａ）： 左側面図 （ｂ）； 水平面断面図 （ｃ）； 右側面図
１ スプロケットアーム ２ ペダルアーム ３ 揺動回転結合部 ４ 揺動角範囲制限機構 ５ 踏力比例揺動屈伸機構 ６ 衝撃緩衝材 ７ チェーンスプロケットまたは歯付ベルトスプロケッ
ト ８ スプロケット回転中心軸 ９ ペダル回伝中心軸 １０ トーションバースプリング １１ セレーション嵌合部 １２ ノックピン １３ トーションバーつかみ部 １４ ニードルベアリング １５ カラー １６ スプロケットアーム固定ボルト
ト ８ スプロケット回転中心軸 ９ ペダル回伝中心軸 １０ トーションバースプリング １１ セレーション嵌合部 １２ ノックピン １３ トーションバーつかみ部 １４ ニードルベアリング １５ カラー １６ スプロケットアーム固定ボルト
【手続補正書】
【提出日】平成７年９月２５日
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 ２分割揺動屈伸型ペダルアーム装
置
置
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】全ての用途の自転車、人力車のス
プロケット等の人力駆動ペダルアーム装置に関する。
プロケット等の人力駆動ペダルアーム装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来広く普及している自転車、人力車の
スプロケット等に用いられているスプロケット駆動ペダ
ルアームは、左右１８０度間隔で対称に配置された一定
長固定アームの組合せであるが、その有効駆動力はペダ
ル前方の略半回転位栢部で交互に発生させているもので
あり、交互の後上方略半回転位相部の運動に駆動効率改
善の余地がある。
スプロケット等に用いられているスプロケット駆動ペダ
ルアームは、左右１８０度間隔で対称に配置された一定
長固定アームの組合せであるが、その有効駆動力はペダ
ル前方の略半回転位栢部で交互に発生させているもので
あり、交互の後上方略半回転位相部の運動に駆動効率改
善の余地がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記左右ペダルアーム
を各々対称の回転揺動屈伸型の２本アーム連結構造とす
ることで、通常ペダルワークではペダルを後方までかき
あげて駆動することはなく、無効踏力を発生している交
互の後上方略半回転ペダル位相部でのスプロケット中心
軸まわりの実ペダルアーム長ｒ（半径）を屈曲短縮し、
有効駆動踏力を発生している前方略半回転ペダル位相部
でのみ実ペダルアーム長ｒ（半径）を屈伸伸長させるよ
うにして、ペダル踏力を人間工学的により効率的にスプ
ロケットに作用させるようにして左右脚力による連続す
る全回伝運動を通して省力かつ軽快なペダル操作機構に
改善することを目的とするものである。
を各々対称の回転揺動屈伸型の２本アーム連結構造とす
ることで、通常ペダルワークではペダルを後方までかき
あげて駆動することはなく、無効踏力を発生している交
互の後上方略半回転ペダル位相部でのスプロケット中心
軸まわりの実ペダルアーム長ｒ（半径）を屈曲短縮し、
有効駆動踏力を発生している前方略半回転ペダル位相部
でのみ実ペダルアーム長ｒ（半径）を屈伸伸長させるよ
うにして、ペダル踏力を人間工学的により効率的にスプ
ロケットに作用させるようにして左右脚力による連続す
る全回伝運動を通して省力かつ軽快なペダル操作機構に
改善することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、略等長に２分割したスプロケットアームの外端部と
ペダルアームの内端部を回転揺動連結方式で結合し、有
効駆動踏力のかゝる前方略半回転位相部では２本のアー
ムの揺動で合成される有効ペダルアーム長ｒ（半径）を
極力最長状態として作動させ、通常ペダルワークでは無
効踏力となる後上方略半回転位相部では両アームを一定
最小角度に屈曲させ有効ペダルアーム長ｒ（半径）を短
縮させるような連成屈伸型のペダルアーム駆動機構とす
ることで、前方の半回転位相部で有効駆動力を確保しな
がらスプロケット中心軸に対する合成ペダル回転軌跡面
積を全体として「図３」に示す如く偏心縮小して人間工
学的に無理のない軽快なペダルワークの省力ペダルアー
ム駆動装置を構成する。基本的には２本アーム回転揺動
結合部に揺動角範囲制限機構と金属ばねの弾性力等を利
用したペダル踏力に比例する可変揺動機構とを適切な機
構学的力学的手法の組合せで構成するものである。
に、略等長に２分割したスプロケットアームの外端部と
ペダルアームの内端部を回転揺動連結方式で結合し、有
効駆動踏力のかゝる前方略半回転位相部では２本のアー
ムの揺動で合成される有効ペダルアーム長ｒ（半径）を
極力最長状態として作動させ、通常ペダルワークでは無
効踏力となる後上方略半回転位相部では両アームを一定
最小角度に屈曲させ有効ペダルアーム長ｒ（半径）を短
縮させるような連成屈伸型のペダルアーム駆動機構とす
ることで、前方の半回転位相部で有効駆動力を確保しな
がらスプロケット中心軸に対する合成ペダル回転軌跡面
積を全体として「図３」に示す如く偏心縮小して人間工
学的に無理のない軽快なペダルワークの省力ペダルアー
ム駆動装置を構成する。基本的には２本アーム回転揺動
結合部に揺動角範囲制限機構と金属ばねの弾性力等を利
用したペダル踏力に比例する可変揺動機構とを適切な機
構学的力学的手法の組合せで構成するものである。
【０００５】
【作用】揺動角範囲制限機構と金属ばねの弾性力等を応
用した踏力比例揺動屈伸機構を複合的に組み合わせた２
分割揺動屈伸型ペダルアーム駆動装置を用いることによ
り、通常ペダルワークでの無効駆動踏力を発生している
後上方略半回転ペダル位相部でのスプロケット中心軸ま
わりの実ペダルアーム長ｒを屈曲短縮し、有効駆動踏力
を発生している前方略半回転ペダル位相部でのみ実ペダ
ルアーム長ｒを屈伸伸長させるようにして、スプロケッ
ト中心軸まわりのペダル回転中心軸軌跡を、前方下方に
偏心縮小させるようにすると同時に、有効駆動トルクを
確保するようにペダルを作動させることで省力かつ軽快
なペダル操作感が得られるようになる。
用した踏力比例揺動屈伸機構を複合的に組み合わせた２
分割揺動屈伸型ペダルアーム駆動装置を用いることによ
り、通常ペダルワークでの無効駆動踏力を発生している
後上方略半回転ペダル位相部でのスプロケット中心軸ま
わりの実ペダルアーム長ｒを屈曲短縮し、有効駆動踏力
を発生している前方略半回転ペダル位相部でのみ実ペダ
ルアーム長ｒを屈伸伸長させるようにして、スプロケッ
ト中心軸まわりのペダル回転中心軸軌跡を、前方下方に
偏心縮小させるようにすると同時に、有効駆動トルクを
確保するようにペダルを作動させることで省力かつ軽快
なペダル操作感が得られるようになる。
【０００６】
【実施例】以下に、本発明の一実施例を添付の図面に基
づいて前方に向かって右側のペダルアーム機構につき説
明する。対称に配設する左側のペダルアームについても
基本的構造・機能・作動等についてはこれと全く同様で
ある。「図１」に示すように、チェーンまたは歯付ベル
ト駆動用スプロケット回転中心軸８と結合するペダルア
ームを略等長の２本のアームに分割し、スプロケットア
ーム１の外端部とペダルアーム２の内端部を回転方向に
のみ揺動可能な回転結合部３を介して連結する連成ペダ
ルアーム構成とする。
づいて前方に向かって右側のペダルアーム機構につき説
明する。対称に配設する左側のペダルアームについても
基本的構造・機能・作動等についてはこれと全く同様で
ある。「図１」に示すように、チェーンまたは歯付ベル
ト駆動用スプロケット回転中心軸８と結合するペダルア
ームを略等長の２本のアームに分割し、スプロケットア
ーム１の外端部とペダルアーム２の内端部を回転方向に
のみ揺動可能な回転結合部３を介して連結する連成ペダ
ルアーム構成とする。
【０００７】「図２」に示すように当該揺動回転結合部
３に揺動角範囲制限機構４をペダルアーム２に一体的に
設ける。揺動角範囲制限機構４はスプロケットアーム１
側に一体的に設けてもよいし、両アームに機能を分割し
て設置してもよい。
３に揺動角範囲制限機構４をペダルアーム２に一体的に
設ける。揺動角範囲制限機構４はスプロケットアーム１
側に一体的に設けてもよいし、両アームに機能を分割し
て設置してもよい。
【０００８】揺動角範囲制限機構部４には金属ばねの弾
性力等を応用した踏力比例揺動屈伸機構５を複合的に組
み合せ、ペダル踏力に応じ両アームの交叉角（スプロケ
ットアーム１に対するペダルアーム２の上方になす角
度）を踏力０時には最小約９０度の屈曲状態（この時有
効ペダルアーム長は最短）で固定し、踏力大時には最大
約１８０度の屈伸状態（この時有効ペダルアーム長は最
長）で固定し、その間は踏力に応じた中間の揺動交叉角
が円滑かつ可逆的に得られるような機能を持たせるよう
にする。「図４」は踏力比例揺動屈伸機構５にトーショ
ンバー１０を用いて回転結合軸と兼用する両アーム連結
部の構造を示す（両アーム最大屈伸状態）。
性力等を応用した踏力比例揺動屈伸機構５を複合的に組
み合せ、ペダル踏力に応じ両アームの交叉角（スプロケ
ットアーム１に対するペダルアーム２の上方になす角
度）を踏力０時には最小約９０度の屈曲状態（この時有
効ペダルアーム長は最短）で固定し、踏力大時には最大
約１８０度の屈伸状態（この時有効ペダルアーム長は最
長）で固定し、その間は踏力に応じた中間の揺動交叉角
が円滑かつ可逆的に得られるような機能を持たせるよう
にする。「図４」は踏力比例揺動屈伸機構５にトーショ
ンバー１０を用いて回転結合軸と兼用する両アーム連結
部の構造を示す（両アーム最大屈伸状態）。
【０００９】本実施例ではスプロケットアーム１とトー
ションバー１０間はセレーション嵌合１１、ペダルアー
ム２とトーションバー１０間はノックピン結合１２方式
としたが、両アーム交叉角最小屈曲状態で適切なねじり
予荷重を与えてトーションバーを組み付ける作業を容易
にするためノックピン側トーションバー端部にねじり調
整用ボックスレンチ使用によるつかみ部１３を設けた。
当該部に使用するばねの強さ等は人間の踏力等に応じて
実用上最適の特性に設定すればよい。その他ねじりコイ
ルばねや、引張りコイルばねを採用する踏力比例揺動屈
伸機構とすることも考えられる。
ションバー１０間はセレーション嵌合１１、ペダルアー
ム２とトーションバー１０間はノックピン結合１２方式
としたが、両アーム交叉角最小屈曲状態で適切なねじり
予荷重を与えてトーションバーを組み付ける作業を容易
にするためノックピン側トーションバー端部にねじり調
整用ボックスレンチ使用によるつかみ部１３を設けた。
当該部に使用するばねの強さ等は人間の踏力等に応じて
実用上最適の特性に設定すればよい。その他ねじりコイ
ルばねや、引張りコイルばねを採用する踏力比例揺動屈
伸機構とすることも考えられる。
【００１０】前記揺動角範囲制限機構部４には屈曲およ
び屈伸時アームとの接触部に衝撃および接触音発生緩和
のために硬質ゴム等の衝撃緩衝材６を２ヶ処に挿入固定
し、ペダル操作時の快適性を損なわないようにする。緩
衝材６をアーム側に設置してもよい。
び屈伸時アームとの接触部に衝撃および接触音発生緩和
のために硬質ゴム等の衝撃緩衝材６を２ヶ処に挿入固定
し、ペダル操作時の快適性を損なわないようにする。緩
衝材６をアーム側に設置してもよい。
【００１１】
【発明の効果】上記のように構成された２分割揺動屈伸
型ペダルアーム装置を用いた通常ペダル駆動によるスプ
ロケット中心軸に対するペダル回転中心軸軌跡を「図
３」に示す。自転車あるいは人力車等に応用した場合に
は、前方略半回転位相部で有効駆動力を確保しながら、
そのペダル回転中心軸軌跡は従来の一定長ペダルアーム
方式による回転軌跡に比べ、前方下方に偏心縮小（後脚
荷重により無効踏力を発生している斜線で示した後上方
略半回転位相部のアーム長を短縮）することになるの
で、人間工学的に効率的で無駄のないペダルワークに改
善される。通常のペダル操作においては右（左）脚でペ
ダルを前方下方へ回転駆動している時の後方左（右）脚
はペダルに足を乗せているだけで、後方脚の重量荷重は
前方駆動脚で発生している有効駆動トルクを減じている
ことになり、後上方ペダルの回転軌跡が縮小されること
は脚全体の無駄な動きを小さくすると同時に、駆動脚に
よる有効駆動トルクをその分増大させることになり、よ
り軽快な省力走行が可能になる（ペダル機構のみ改装し
た場合）。
型ペダルアーム装置を用いた通常ペダル駆動によるスプ
ロケット中心軸に対するペダル回転中心軸軌跡を「図
３」に示す。自転車あるいは人力車等に応用した場合に
は、前方略半回転位相部で有効駆動力を確保しながら、
そのペダル回転中心軸軌跡は従来の一定長ペダルアーム
方式による回転軌跡に比べ、前方下方に偏心縮小（後脚
荷重により無効踏力を発生している斜線で示した後上方
略半回転位相部のアーム長を短縮）することになるの
で、人間工学的に効率的で無駄のないペダルワークに改
善される。通常のペダル操作においては右（左）脚でペ
ダルを前方下方へ回転駆動している時の後方左（右）脚
はペダルに足を乗せているだけで、後方脚の重量荷重は
前方駆動脚で発生している有効駆動トルクを減じている
ことになり、後上方ペダルの回転軌跡が縮小されること
は脚全体の無駄な動きを小さくすると同時に、駆動脚に
よる有効駆動トルクをその分増大させることになり、よ
り軽快な省力走行が可能になる（ペダル機構のみ改装し
た場合）。
【００１２】また、スプロケット中心軸まわりの実ペダ
ル回転運動軌跡が「図３」のように相対的に前方下方へ
偏心縮小移動するようになるので、スプロケット中心軸
位置を従来型ペダル車に比べてその分相対的に上方に移
動させることができるようになり、ペダル最下点地上高
を従来型一定長ペダルアーム車と同等に確保する場合連
成ペダルアームの合成最大長を従来型ペダル車のアーム
長よりその分長く設定することが可能となり、同じペダ
ル踏力で有効駆動トルクを増大させることができること
になり、ペダル機構のみを改装した場合に比べて更に軽
快な車両の製作が可能となる。
ル回転運動軌跡が「図３」のように相対的に前方下方へ
偏心縮小移動するようになるので、スプロケット中心軸
位置を従来型ペダル車に比べてその分相対的に上方に移
動させることができるようになり、ペダル最下点地上高
を従来型一定長ペダルアーム車と同等に確保する場合連
成ペダルアームの合成最大長を従来型ペダル車のアーム
長よりその分長く設定することが可能となり、同じペダ
ル踏力で有効駆動トルクを増大させることができること
になり、ペダル機構のみを改装した場合に比べて更に軽
快な車両の製作が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本考案２分割揺動屈伸型ペダルアームの作動を
説明する模式図。（スプロケットアーム前方水平時、ペ
ダル踏力に応じたアーム長ｒが変動する様子を示す。） （ａ）； 揺動角最小状態（有効ペダルアーム長ｒは最
短）を示す。 （ｂ）； 揺動角中間状態（有効ペダルアーム長ｒは中
間）を示す。 （ｃ）； 揺動角最大状態（有効ペダルアーム長ｒは最
長）を示す。
説明する模式図。（スプロケットアーム前方水平時、ペ
ダル踏力に応じたアーム長ｒが変動する様子を示す。） （ａ）； 揺動角最小状態（有効ペダルアーム長ｒは最
短）を示す。 （ｂ）； 揺動角中間状態（有効ペダルアーム長ｒは中
間）を示す。 （ｃ）； 揺動角最大状態（有効ペダルアーム長ｒは最
長）を示す。
【図２】本考案揺動角範囲制限機構をペダルアーム２と
一体式とした構造例を説明する立体図 。
一体式とした構造例を説明する立体図 。
【図３】本考案ペダルアーム機構での通常駆動によるス
プロケット中心軸に対するペダル回転中心軸軌跡説明
図。 ａ ； ペダル踏力０の時の軌跡 ｂ ； ペダル踏力中の時の軌跡 ｃ ； ペダル踏力大の時の軌跡 ｄ ； ペダル踏力最大の時の軌跡
プロケット中心軸に対するペダル回転中心軸軌跡説明
図。 ａ ； ペダル踏力０の時の軌跡 ｂ ； ペダル踏力中の時の軌跡 ｃ ； ペダル踏力大の時の軌跡 ｄ ； ペダル踏力最大の時の軌跡
【図４】両アーム屈伸伸長時の２分割連成アーム揺動回
転結合部の詳細構造説明図。（揺動屈伸機構にトーショ
ンバーを用いて回転結合軸と兼用した実施例） （ａ）： 左側面図 （ｂ）； 揺動回転中心軸を含む水平断面図 （ｃ）； 右側面図
転結合部の詳細構造説明図。（揺動屈伸機構にトーショ
ンバーを用いて回転結合軸と兼用した実施例） （ａ）： 左側面図 （ｂ）； 揺動回転中心軸を含む水平断面図 （ｃ）； 右側面図
【符号の説明】 １ スプロケットアーム ２ ペダルアーム ３ 揺動回転結合部 ４ 揺動角範囲制限機構 ５ 踏力比例揺動屈伸機構 ６ 衝撃緩衝材 ７ チェーンスプロケットまたは歯付ベルトスプロケッ
ト ８ スプロケット回転中心軸 ９ ペダル回転中心軸 １０ トーションバースプリング １１ セレーション嵌合部 １２ ノックピン １３ トーションバーつかみ部 １４ ニードルベアリング １５ カラー １６ スプロケットアーム固定ボルト
ト ８ スプロケット回転中心軸 ９ ペダル回転中心軸 １０ トーションバースプリング １１ セレーション嵌合部 １２ ノックピン １３ トーションバーつかみ部 １４ ニードルベアリング １５ カラー １６ スプロケットアーム固定ボルト
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
Claims (4)
- 【請求項１】チェーンまたは歯付ベルト駆動用スプロケ
ット軸結合ペダルアームを略等長のスプロケットアーム
（１）とペダルアーム（２）の２本のアームに分割し、
スプロケットアーム（１）の外端部とペダルアーム
（２）の内端部を両アームを回転方向にのみ揺動可能な
回転結合部（３）を介して連結する連成ペダルアーム構
成とすることを特徴とするペダルアーム機構。 - 【請求項２】前記揺動回転結合部（３）に踏力０時には
両アーム交叉角をスプロケットアーム（１）に対しペダ
ルアーム（２）を上方に最小約９０度の屈曲状態（この
時有効ペダルアーム長ｒは最短）で固定し、踏力大の時
には両アーム交叉角を最大約１８０度の屈伸状態（この
時有効ペダルアーム長ｒは最長）で固定するようにする
揺動角範囲制限機構（４）を設けることを特徴とする請
求項１に記載のペダルアーム機構。 - 【請求項３】前記揺動角範囲制限機構部（４）に金属ば
ねの弾性力等を応用し、ペダル踏力に応じた適切な当該
部交叉角を最小角（固定）から最大角（固定）までの中
間の揺動交叉角が円滑かつ可逆的に得られるようにする
踏力比例揺動屈伸機構（５）を複合的に組み合わせたこ
とを特徴とする請求項１〜請求項２に記載のペダルアー
ム機構。 - 【請求項４】前記揺動角範囲制限機構部（４）と各アー
ム間の最小屈曲時および最大屈伸時の接触部に接触衝撃
あるいはそれに伴う衝撃音緩和のために、硬質ゴム等の
衝撃緩衝材（６）を挿入固定し、ペダル回転操作時の快
適性を損なわないような構造としたことを特徴とする請
求項１〜請求項３に記載のペダルアーム機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18612695A JPH092365A (ja) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | ２分割揺動屈伸型ペダルアーム装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18612695A JPH092365A (ja) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | ２分割揺動屈伸型ペダルアーム装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH092365A true JPH092365A (ja) | 1997-01-07 |
Family
ID=16182828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18612695A Pending JPH092365A (ja) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | ２分割揺動屈伸型ペダルアーム装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH092365A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6540244B1 (en) | 1998-09-20 | 2003-04-01 | Noriyuki Oda | Human-powered driving mechanism |
-
1995
- 1995-06-19 JP JP18612695A patent/JPH092365A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6540244B1 (en) | 1998-09-20 | 2003-04-01 | Noriyuki Oda | Human-powered driving mechanism |
| USRE40127E1 (en) * | 1998-09-22 | 2008-03-04 | Noriyuki Oda | Human-powered driving mechanism |
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