JPH09254863A - 自転車の駆動機構 - Google Patents

自転車の駆動機構

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JPH09254863A
JPH09254863A JP9010696A JP9010696A JPH09254863A JP H09254863 A JPH09254863 A JP H09254863A JP 9010696 A JP9010696 A JP 9010696A JP 9010696 A JP9010696 A JP 9010696A JP H09254863 A JPH09254863 A JP H09254863A
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JP
Japan
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fixed
main shaft
frame
pedal
spur gear
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JP9010696A
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English (en)
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Shigetaro Amakawa
茂太郎 天川
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ペダル踏み込み動作における搭乗者の脚力の負
担を大幅に軽減することができ、登坂走行においても軽
快な走行を可能とする自転車の駆動機構を提供すること
を目的とする。 【解決手段】フレ−ムに回転自在に設けた主軸5と、主
軸5に軸着されたチェ−ン巻回用スプロケット7と、主
軸5の両端部に固着された摺動用枠体6と、先端にペダ
ル1a、1bを装着し枠体6内に摺動自在に設けた左右
のクランク3と、主軸5を挿通させると共にフレ−ムに
固着した左右の固定平歯車9と、固定平歯車9と同径で
固定歯車9に対して遊星運動する左右の遊星平歯車11
と、一端を回転平歯車11の側面に、他端をクランク3
にそれぞれ回転自在に枢着してなる連結ロッド16とか
らなり、ペダル1a、1bの踏み込みによってクランク
3が枠体6内を摺動しながら回転し、主軸5からペダル
1a、1bまでの長さが伸縮するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は自転車の駆動機構に
係り、詳しくは、左右ペダルの踏み込み動作でチェンス
プロケットを回転駆動させるものでありながら、主軸か
らペダルまでの長さを伸縮させることでペダルの踏み込
み力を有効に作用させ、搭乗者の負担を軽減することが
できる自転車の駆動機構に関するものである。
【0002】
【従来の技術】自転車は人力をもっとも効果的に利用し
た機械の一つであって、後輪を駆動するフリ−ギアとチ
ェ−ンホイ−ルとの間に無端チェ−ンを巻回し、チェ−
ンホイ−ルに連結したクランクの先端のペダルを踏み込
んで、後輪に推進回転力を与えて走行するものであり、
平坦面での走行では搭乗者の負担も少なく、歩行に比べ
て早い速度で楽に移動することができる。
【0003】しかしながら、変速ギアを持たない自転車
では、緩い傾斜が長く続く登り坂や急な登り坂において
は、登坂走行における搭乗者の負担が増大し、場合によ
っては自転車から降りて自転車を手で押さなければなら
なかった。また、変速ギアを有する自転車では、ギアを
切り換えてペダルを踏み込む力を軽くすることができる
が、ギアの切り換え操作によるものでは、踏み込む力を
軽くした場合において、変速前と同じ距離を走行するに
は、余分にペダルを踏み込む必要があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述したよ
うな従来の実情に鑑み、自転車の駆動効率の向上を図る
べく創案されたものであって、基本的なチェ−ンホイ−
ルの駆動構造を踏襲するものでありながら、ペダル踏み
込み動作における搭乗者の脚力の負担を大幅に軽減する
ことができ、登坂走行においても軽快な走行を可能とす
る自転車の駆動機構を提供することを目的とするもので
ある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
本発明が採用した技術手段は、フレ−ムに回転自在に設
けた主軸と、該主軸に軸着されたチェ−ン巻回用スプロ
ケットと、主軸の両端部に固着された摺動用枠体と、先
端にペダルを装着し該枠体内に摺動自在に設けた左右の
クランクと、主軸を挿通させると共にフレ−ムに固着し
た左右の固定平歯車と、前記固定平歯車と同径で固定歯
車に対して遊星運動する左右の遊星平歯車と、一端を前
記遊星平歯車の側面に、他端をクランクにそれぞれ回転
自在に枢着してなる連結ロッドとからなり、ペダルの踏
み込みによってクランクが枠体内を摺動しながら回転
し、主軸からペダルまでの長さが伸縮するようにしたこ
とを特徴とするものである。
【0006】好ましくは、前記遊星平歯車の側面に半径
方向に亘ってフラットバ−を固着し、前記連結ロッドの
一端を該フラットバ−に回転自在に枢着するのがよい。
こうすることで、連結ロッドの一端側との枢着部を遊星
平歯車の回転中心からなるべく遠くに位置させることが
でき、もって連結ロッドの長さを長くすることができ、
脚にかかる力を大幅に軽減することができる。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について説明
する。図1、図2において、1a、1bは左右のペダ
ル、2はクランク3の先端に固着された支軸であって、
ペダル1a、1bは支軸2を介してクランク3の先端に
回転可能に装着されている。4aは図示しないハンドル
へ延出するフレ−ム、4bは図示しない後輪へ延出する
フレ−ム、4cは図示しないサドルへ延出するフレ−ム
であって、前記フレ−ム4a、4b、4cが会合する部
位にはフレ−ム4dが設けてあり、フレ−ム4dにはク
ランクの主軸5が回転自在に挿通されている。
【0008】主軸5の両端部には、長尺状の枠体6が主
軸5の長さ方向に直交して固着されている。枠体6は、
断面視長方形状の空洞部を有し、空洞部にはクランク3
が摺動自在に嵌挿されている。図4(A)に示すよう
に、枠体6内にはクランクの摺動案内体として例示する
ベアリング17がシャフト17aを介して設けてあり、
ベアリング17がクランク3の側面に摺接しながらクラ
ンク3を上下に案内するようにしている。もっとも、ク
ランク3は摺動可能に枠体6内に設けてあればよく、必
ずしも摺動案内体を必要とするものではなく、また、摺
動案内体もベアリングに限定されるものではない。
【0009】主軸5にはスプロケット7が軸着されてお
り、主軸5の回転に伴ってスプロケット7が回転し、チ
ェ−ン8を介して動力を図示しないフリ−ギア、後輪に
伝達するようになっている。
【0010】9は固定平歯車であって、固定平歯車9に
は主軸5が挿通させてあると共に、回転しないようにフ
レ−ム4dに固着されている。実施例では、固定平歯車
9は連結枠体10を介してフレ−ム4dに固定されてい
るが、固定平歯車9の固定手段はこれに限定されるもの
ではない。
【0011】11は固定平歯車9に対して遊星運動する
遊星平歯車であり、遊星平歯車11は固定平歯車9と同
径であり、枠体6に固定したカバ−体12の後壁に回転
軸13を介して回転自在に軸支されている。遊星平歯車
11の周縁の歯は固定平歯車9の周縁の歯に噛合されて
いると共に、カバ−体12は主軸5の回転に伴って回転
するので、遊星平歯車11は遊星歯車として固定平歯車
9の回りを自転しながら公転するようになっている。
尚、遊星平歯車11は、遊星運動ができるように装着さ
れていればよく、その装着手段は実施例のものに限定さ
れない。
【0012】遊星平歯車11の側面には、その面に直交
してフラットバ−14がボルト15によって装着されて
いる。フラットバ−14は、遊星平歯車11の半径と略
同一の寸法を有し、回転中心から周縁への半径方向に亘
って設けてある。もっとも、半径方向とは直径に亘って
設けたものも含む意味である。フラットバ−14の先端
には、連結ロッド16の一端が回転軸14aを介して回
転自在に枢着されている。尚、実施例ではフラットバ−
14をボルト15で遊星平歯車11に固着したものを示
したが、例えばフラットバ−14を溶接してもよい。
【0013】連結ロッド16の一端は回転自在に遊星平
歯車11の側面に装着してあればよく、回転軸14aを
遊星平歯車11の側面に直接溶接してもよい。もっと
も、フラットバ−を設けることで、主軸5に当らない限
り回転軸14aを回転軸13からより遠くへ位置させる
ことができ、もって連結ロッド16の長さを長くするこ
とができる。
【0014】一方、連結ロッド16の他端はクランク3
に回転自在に枢着されている。実施例では、ペダル1
a、bの支軸2を延出し、該延出部に連結ロッドの他端
を回転自在に枢着してあるが、要は、遊星平歯車11
が、遊星運動に伴って、フラットバ−14と連結ロッド
16を介して、クランク3を長さ方向に摺動させるもの
であればよく、クランク3の長さ方向に直交して別途支
軸を突設し、かかる支軸に連結ロッド16の他端を枢着
してもよい。
【0015】このように構成された自転車の駆動機構に
おいて、ペダル1a、1bを踏み込むと、主軸5の回転
に伴って、クランク3、枠体6、カバ−体12、遊星平
歯車11が共に回転し、クランク3は回転しながら枠体
6内を長さ方向に摺動して、主軸5からペダル1a、1
bまでの長さが伸縮する。尚、一側の駆動機構について
説明して来たが、他側の駆動機構は同様の構成を有する
ので説明は省略してある。
【0016】本発明の自転車の駆動機構の作用について
さらに図3及び図4に基いて詳述する。図3は遊星平歯
車の遊星運動を示す概略図であって、説明の都合上、固
定歯車9、遊星平歯車11、フラットバ−14、及び連
結ロッド16を図示しており、ペダル、クランク等は省
略している。図4(A)、(B)、(C)、(D)はそ
れぞれ、図3におけるA地点、B地点、C地点、D地点
に対応する概略平面図であって、ペダル等は省略してい
る。
【0017】まず、一のペダル1aを時計の回転方向に
踏み込んでA地点からB地点まで進めると、遊星平歯車
11に固定したフラットバ−14の先端は固定平歯車9
の中心から離れていくため、フラットバ−14が連結ロ
ッド16を介してクランク3及びペダルを押し出す。そ
して、ペダル1aの位置がB地点の時は、フラットバ−
14と連結ロッド16とが直線状になり、主軸5からク
ランク3の先端、すなわちペダルまでの長さは最大とな
る。
【0018】ペダル1aの位置がC地点に進んだ時に
は、フラットバ−14と連結ロッド16は略L形状とな
り、主軸5からクランク3先端までの長さはA地点の時
と同じとなる。ここで、他のペダル1bを踏み込むと、
他のペダル1bはB地点に達し、その時、一のペダル1
aはD地点にあり、フラットバ−14と連結ロッド16
は折り重なって、主軸5からクランク3の先端までの長
さは最も短くなる。そして、他のペダル1bはB地点を
通過してC地点に達したら、再び一のペダル1aを踏み
込めばよく、これらの運動の繰返しでスプロケットが駆
動される。
【0019】したがって、本発明によれば、A地点から
B地点へ移行する時、主軸5からペダル1a、1bまで
の長さが増大して行き、踏み込み力に対応する回転力モ
−メントを増大させることができ、ペダル踏み込み動作
における搭乗者の脚力の負担を大幅に軽減することがで
きる。特に、B地点では、踏み込み力が最も大きくなる
と共に、主軸5からペダル1a、1bまでの長さが最大
となるので、かかる相乗効果で、搭乗者への負担を軽く
するようになっている。さらに、主軸5とペダル1a、
1bとの距離の伸縮は、脚の曲げ伸ばし動作にも対応し
ており、搭乗者に全く無理のないものとなっている。
【0020】
【発明の効果】本発明は、フレ−ムに回転自在に設けた
主軸と、該主軸に軸着されたチェ−ン巻回用スプロケッ
トと、主軸の両端部に固着された摺動用枠体と、先端に
ペダルを装着し該枠体内に摺動自在に設けた左右のクラ
ンクと、主軸を挿通させると共にフレ−ムに固着した左
右の固定平歯車と、前記固定平歯車と同径で固定歯車に
対して遊星運動する左右の遊星平歯車と、一端を前記遊
星平歯車の側面に、他端をクランクにそれぞれ回転自在
に枢着してなる連結ロッドとからなり、ペダルの踏み込
みによってクランクが枠体内を摺動しながら回転し、主
軸からペダルまでの長さが伸縮するようにしたことを特
徴とするものであるから、踏み込み操作力が最大に活か
されるペダルの最上位置から水平位置に至る間におい
て、主軸からクランク先端のペダルまでの長さを伸長さ
せて、搭乗者の脚力の負担を軽減することができる。ま
た、本発明によると、ペダルを踏み込む力を軽減するも
のでありながら、一回踏み込んで前進する距離は、通常
のものと変わらないものであり、変速ギアに比べて有利
な効果を有するものである。
【0021】前記遊星平歯車の側面に半径方向に亘って
フラットバ−を固着し、前記連結ロッドの一端を該フラ
ットバ−に回転自在に枢着したものでは、連結ロッドと
フラットバ−との枢着部を遊星平歯車の回転軸からより
遠くに位置させて連結ロッドの長さをより長くすること
ができ、もって、主軸からペダルまでの長さを長くする
ことができ、ペダルを踏み込む力を大幅に軽減すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】自転車の駆動機構を示す側面図である。
【図2】正面から見た図1の側断面図である。
【図3】遊星平歯車の遊星運動を示す概略図である。
【図4】(A)、(B)、(C)、(D)はそれぞれ図
3におけるA地点、B地点、C地点、D地点に対応する
概略平面図である。尚、(A)では、ベアリングの装着
部位を例示する図を併せて図示している。
【符号の説明】
1a、1b ペダル 3 クランク 4a−d フレ−ム 5 主軸 6 枠体 7 スプロケット 8 チェ−ン 9 固定平歯車 11 遊星平歯車 14 フラットバ− 16 連結ロッド 17 ベアリング

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】フレ−ムに回転自在に設けた主軸と、該主
    軸に軸着されたチェ−ン巻回用スプロケットと、主軸の
    両端部に固着された摺動用枠体と、先端にペダルを装着
    し該枠体内に摺動自在に設けた左右のクランクと、主軸
    を挿通させると共にフレ−ムに固着した左右の固定平歯
    車と、前記固定平歯車と同径で固定歯車に対して遊星運
    動する左右の遊星平歯車と、一端を前記遊星平歯車の側
    面に、他端をクランクにそれぞれ回転自在に枢着してな
    る連結ロッドとからなり、ペダルの踏み込みによってク
    ランクが枠体内を摺動しながら回転し、主軸からペダル
    までの長さが伸縮するようにしたことを特徴とする自転
    車の駆動機構。
  2. 【請求項2】前記遊星平歯車の側面には半径方向に亘っ
    てフラットバ−を固着し、前記連結ロッドの一端を該フ
    ラットバ−に回転自在に枢着したことを特徴とする請求
    項1に記載の自転車の駆動機構。
JP9010696A 1996-03-19 1996-03-19 自転車の駆動機構 Pending JPH09254863A (ja)

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