JPS6224315B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自転車、三輪車、グライダー等の原
動機等を機械的な動力源を有することなく、人体
の脚力等をもつて動力源とする自転車等の駆動装
置に係り、特にペダルを脚で回転させず、上下動
させることにより脚力を有効利用可能とした自転
車等の駆動装置に関する。

従来、この種自転車等の駆動装置は、脚力によ
つてクランクペダルを回転させて大ギヤを駆動さ
せ、この回転駆動をチエン、フリーギヤを介して
後輪に伝達する構造となつている。

ところが、このようなクランクペダルを脚で回
転させる構造とする場合、踏み込む方向に対して
上下二個所に死点があり、ペダルがこの死点位置
近傍にあるとスタート時や登坂における発進、走
行が非常に困難なものとなつており、かつクラン
ク軸に対して直角方向に踏み込むことが該脚力を
有効に回転力に変換するためには望ましいが、死
点近傍において直角に踏み込むことは困難であ
る。

したがつて、クランク軸を360゜回転させず、
これを一定角度内で正逆両方向へ交互に回動させ
る構造として、上下死点をなくし、脚力を有効利
用すべく形成したものが種々開発されている。

しかしながら、これらは前記正逆回転を一定方
向回転に変換する（以下整転という）構造とし
て、大ギヤに逆方向の内歯を設け、かつ該内歯を
ラチエツト爪で定方向回転とするラチエツト機構
とするものが多く、このような構造とする場合、
脚の踏み込み回転数が後輪の回転数に比しきわめ
て大となり、非常に脚を小きざみに上下させねば
ならない頻しいもので、かつラチエツト機構の場
合、ラチエツト爪と内歯との歯合によるので、大
なる回転トルクを伝達することができず、耐久性
にも問題がある等種々の不具合を有している。

そこで、本発明は従来の自転車等の駆動装置に
関し生じている前記問題点に鑑み、独特の整転、
ペダル機構等によつて上下死点がなく、脚力を有
効に動力として使用でき、かつ、脚の踏み込み回
数も適切に形成して小きざみに脚を上下動させる
必要がなく、さらに、大なる回転トルクを伝達で
きて、耐久性にも富む自転車等の駆動装置の提供
を目的としてなされたものであつて、その要旨は
次のとおりである。

すなわち本発明は、いずれか一方を転軸に固着
した一対の鎖車に張設された無端チエンと、該無
端チエンに等間隔をもつて適宜固着され、逆方向
に上下動する一対のペダルとからなるペダル機構
と、前記転軸の一端に固設されて正逆回転する主
動かさ歯車と、駆動軸に回転自在に配設されそれ
ぞれ主動かさ歯車と歯合して互いに逆方向の回転
をする一対の従動かさ歯車と、両従動かさ歯車そ
れぞれに突設した互いに逆向きの鋸歯部のいずれ
か一方と前記正逆回転に対応して交互に歯合する
鋸歯部を両側に形成したクラツチを前記両ペダル
の上下動によつて、該一対の従動かさ歯車間へ往
復動可能に配設して、該両ペダルの上下動により
正逆回転する転軸を一方向回転に変換して駆動軸
を定方向へ回転させるべくなした整転機構を備
え、さらに、該駆動軸の一端に固着した鎖輪によ
り前記回転をチエーン等を介してフリーギヤへ伝
達すべく形成してなる自転車等の駆動装置であ
る。

以下、前記した本発明の要旨をさらに明確化す
るため、本発明に係る自転車等の駆動装置を備え
た自転車の一実施例を挙げ、図面に従い詳細に説
明する。

該自転車に設けられる駆動装置は、左右一対の
ペダル１４ａ，１４ｂが逆方向に上下動するペダ
ル機構１と、該ペダル１４ａ，１４ｂの上下動に
より正逆回転する転軸１８の正逆回転を一方向回
転に変換して駆動軸３を定方向に回転させる整転
機構２と該駆動軸３の定方向回転をその一端に固
設した鎖輪４１と、後輪Wbに設けられたフリー
ギヤ４３間に張設した伝達チエン４２とからなる
伝達機構４とからなり、ペダル機構１、整転機構
２がケーシングＡ内に、伝達機構４がケーシング
Ｂ内にそれぞれ配設されている。

ペダル機構１は、第２図ないし第４図に示すよ
うに、まずケーシングＡ内に適宜フレーム１ａが
固設され、かつその上方に鎖車１１が、下方に鎖
車１２が配設されており、該鎖車１１，１２間に
無端ベルト１３が張設されている。

この無端ベルト１３には互に180゜の位相関係
をもつて逆方向の上下動を行なうべく、無端チエ
ン１３に等間隔をもつて固着され、かつ、案内ロ
ーラ１４１ａ，１４１ｂによつて前記フレーム１
ａ上を案内摺動される左、右一対のペダル１４
ａ，１４ｂが配設され、ケーシングＡに開設され
たスリツトＡ１からシーリングＡ２を介して突出
させてある。

また、該ペダル１４ａ，１４ｂの上下移動範囲
を規制すると共に、下限に達した時の衝撃を緩衝
するためのばね付ストツパ１７，１７が設けら
れ、さらに、無端チエン１３の張り具合を調整可
能とすべく前記鎖車１１を枢支するブラケツト１
５がボルト１６ａ、ナツト１６ｂでフレーム１ａ
に移動可能に取り付けられており、転軸１８に固
着された鎖車１２との距離が調整可能となつてい
る。

整転機構２は、第４図ないし第８図に示すよう
に転軸１８の一端に固設され、該転軸１８と一体
に正逆回転する主動かさ歯車２１と、駆動軸３に
回転自在に配設され、それぞれ主動かさ歯車２１
と歯合して互いに逆方向の回転をする一対の従動
かさ歯車２２ａ，２２ｂと、両従動かさ歯車２２
ａ，２２ｂにそれぞれ突設した互いに逆向きの鋸
歯部２２１ａ，２２１ｂのいずれか一方と、前記
正逆回転に対応して交互に歯合する鋸歯部２３１
ａ，２３１ｂを両側に形成したクラツチ２３とか
らなつている。

すなわち、該クラツチ２３はその内周側面にス
プライン溝２３２が設けられ、かつ前記駆動軸３
のスプライン部（第６図に示すような角型スプラ
インに限らず、インボリユートスプラインやセレ
ーシヨン等クラツチが適宜摺動自在であればよ
い）３１に外杆され、左のペダル１４ｂを踏み込
むと、後記の如く従動かさ２２ａの鋸歯部２２１
ａと、クラツチ２３の鋸歯部２３１ａそれぞれの
斜面壁が従動かさ歯車２２ａの回転により押圧さ
れて、前記スプライン溝２３２に従い左方向に押
し出され、他の従動かさ歯車２２ｂの鋸歯部２２
１ｂとクラツチ２３の鋸歯部２３１ｂの直立壁
（直立壁でなくとも、第７図に示すような斜面壁
と同方向の傾きαをもつ斜面状としてもよく、こ
の場合さらにクラツチ２３の係脱が容易となる）
と係合し、従動かさ歯車２２ｂの回転がクラツチ
２３を介して駆動軸３を正転させ、一方、右のペ
ダル１４ａを踏み込むと、クラツチ２３が従動か
さ歯車２２ｂから押し出され、他の従動かさ歯車
２２ａと係合し、該従動かさ歯車２２ａの回転が
クラツチ２３を介して、同じく駆動軸３を正転さ
せるべく形成されている。

次に、以上の如く形成した本発明の作用につい
て説明する。

まず、左のペダル１４ｂを踏み込むと、該ペダ
ル１４ｂは案内ローラ１４１ｂによつてフレーム
１ａに沿い円滑に下動し、無端チエン１３を第２
図実線矢印方向へと回転させる。このとき、該踏
み込み力はペダル１４ｂの下動方向に対して常に
直角方向に加えられるので、脚力がすべて有効に
利用できることとなる。

このような無端チエン１３が回転すると、転軸
１８も実線矢印方向（以下、正転という）に回転
する（第２図、第４図参照）。

よつて、主動かさ歯車２１も回転し、これと歯
合する従動かさ歯車２２ａは逆転（第５図の実線
矢印ａ）し、従動かさ歯車２２ｂは正転（第５図
の実線矢印ｂ）する。このとき、クラツチ２３
は、その鋸歯部２３１ａと従動かさ歯車２２ａの
鋸歯部２２１ａの斜面壁が該従動かさ歯車２２ａ
の回転により押圧され、よつて両斜面壁ですべ
り、クラツチ２３が左方向へ押し出し状に駆動軸
３上をスプライン溝２３２に従つて摺動すること
となり、該クラツチ２３の左側の鋸歯部２３１ｂ
と左側の従動かさ歯車２２ｂの鋸歯部２２１ｂが
歯合する。

この従動かさ歯車２２ｂは、前記の如く正転し
ているので、該回転がクラツチ２３ついでスプラ
イン部３１を介して伝達され駆動軸３を正転（第
５図の実線矢印ｃ）させる。この際、従来のよう
なラチエツト機構ではなく、噛み合いクラツチに
よつて駆動軸３に回転トルクが伝達されるので、
従来に比べ、非常に大きな回転トルクを伝達する
ことができる。

このようにして、左のペダル１４ｂが下限まで
（ストツパ１７に当接するまで）踏み込むと、同
じ無端チエン１３に固着されている右のペダル１
４ａは逆方向、すなわち上動し、上限で静止する
こととなる。

そこで、つぎに右のペダル１４ａを踏み込む
と、該ペダル１４ａの下動と共に無端チエン１３
は前記と逆の第２図破線矢印方向へと回転する。
したがつて、転軸１８も前記と逆方向に回転し、
これと一体に回転する主動かさ歯車２１も逆転し
（第２図、第４図の破線矢印）、該主動かさ歯車２
１と歯合する従動かさ歯車２２ａは逆転（実線矢
印ａと反対）し、従動かさ歯車２２ｂは逆転（実
線矢印ｂと反対）する。

よつて、クラツチ２３は右方向へ押し出され、
従動かさ歯車２２ａと歯合することとなり、該従
動かさ歯車２２ａは正転しているので、駆動軸３
は前記と同様正転する（実線矢印ｃ）。

このように、ペダル１４ａ，１４ｂを交互に上
下動させることによつて得られる転軸１８は、整
転機構２により整転され、常に駆動軸３を正転さ
せるようになつている。したがつて、該駆動軸３
に固着された鎖輪４１も常に正回転させうるの
で、伝達チエン４２及びフリーギヤ４３を介して
後輪Wbを駆動でき、走行が可能となつている。

また、このフリーギヤ４３は周知のようにラチ
エツト機構が設けられ、逆方向の回転トルクが加
わると、空回りするようになつているので、クラ
ツチ２３を損傷させる惧れのない耐久性のすぐれ
たものとなつている。

なお、前記実施例では、ペダル機構をいずれか
一方の鎖車を転軸に固着した一対の鎖車に張設さ
れた無端チエンと、該無端チエンに等間隔をもつ
て適宜固着され、逆方向に上下動するペダルとに
より構成する場合について説明したが、本発明は
この実施例に限定されるものではない。

またペダルの形状も単に平板状に形成するばか
りでなく、例えば第２図に二点鎖線で図示する如
く、その断面がＬ字状となるように下方に屈曲
（その長さＬは鎖車１２とほぼ同長とする）させ
れば、脚の上下動域を下方に設定することができ
さらに運転容易となる。

このように、本発明による自転車等の駆動装置
におけるペダル機構、整転機構等各部の具体的構
造は、本発明の前記した目的と作用効果の達成さ
れる範囲内においてそれぞれ任意に定められてよ
く、これらの変更はいずれも本発明の要旨をなん
ら変更するものでないことは申すまでもない。

以上説明したように、本発明はペダルを逆方向
に上下動させて転軸を正逆回転させ、該転軸の正
逆回転を互いに逆向きの鋸歯部を両側に備えたク
ラツチ等よりなる整転機構によつて整転し、駆動
軸を定方向に回転させる構造としたので上下死点
がなく、脚力を有効に動力として使用でき、か
つ、脚の踏み込み回数も適切に形成することがで
き、小きざみに脚を上下動させる煩雑さが全くな
く、さらに、大なる回転トルクを伝達できて耐久
性にもきわめて富むものとなる等、従前の自転車
等の駆動装置に関し生じていた既述の問題点がき
わめて簡易かつ効果的に改良されるので、本発明
によつてもたらされる実益はすこぶる大きいとい
わざるを得ない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明自転車等の駆動装置の一実施例を
示したもので、第１図は自転車の全体をを示す側
面図、第２図は正面図、第３図は側面図、第４図
はその平面図、第５図は整転機構を示す要部拡大
断面図、第６図は第５図におけるＸ−Ｘ線断面
図、第７図は従動かさ歯車とクラツチの詳細を説
明するため、これらを分解して示す側面図、第８
図はクラツチの正面図である。 １……ペダル機構、２……整転機構、３……駆
動軸、１１，１２……鎖車、１３……無端チエ
ン、１４ａ，１４ｂ……ペダル、１８……転軸、
２１……主動かさ歯車、２２ａ，２２ｂ……従動
かさ歯車、２３……クラツチ、４１……鎖輪、４
３……フリーギヤ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ いずれか一方を転軸に固着した一対の鎖車に
   張設された無端チエンと、該無端チエンに等間隔
   をもつて適宜固着され、逆方向に上下動する一対
   のペダルとからなるペダル機構と、前記転軸の一
   端に固設されて正逆回転する主動かさ歯車と、駆
   動軸に回転自在に配設されそれぞれ主動かさ歯車
   と歯合して互いに逆方向の回転をする一対の従動
   かさ歯車と、両従動かさ歯車それぞれに突設した
   互いに逆向きの鋸歯部のいずれか一方と前記正逆
   回転に対応して交互に歯合する鋸歯部を両側に形
   成したクラツチを前記両ペダルの上下動によつ
   て、該一対の従動かさ歯車間へ往復動可能に配設
   して、該両ペダルの上下動により正逆回転する転
   軸を一方向回転に変換して駆動軸を定方向へ回転
   させるべくなした整転機構を備え、さらに、該駆
   動軸の一端に固着した鎖輪により前記回転をチエ
   ン等を介してフリーギヤへ伝達すべく形成してな
   ることを特徴とする自転車等の駆動装置。