201103813 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於使騎乘者站在左右踏板上並使其上下往 復而進行推進的自行車之構造。 【先前技術】 以往的自行車所採用的機構，一般都是由騎乘者坐在 座墊上並用腳使曲柄臂旋轉，利用鏈條等將旋轉傳遞至後 輪而進行推進。坐著騎車的姿勢雖然維持姿勢的肌力負擔 較少，但是並不容易利用體重使曲柄臂旋轉，因此在需要 較大推進力的情況下，會使用變速齒輪或是站著踩，然而 卻無法避免在曲柄臂旋轉之上下死點附近的推進力之減少 。而且，必須在車體設置座墊，因而使得自行車的緊緻化 受到限制。 爲了彌補這個缺點，由騎乘者以站著騎的姿勢使踏板 上下往復，並且轉換成後輪之旋轉而進行推進的自行車已 被提出（專利文獻1 )。該方法雖然容易將體重利用在踏 板的踩踏力，且可避免踏板之上下死點附近的推進力之減 少，但由於是在翹翹板式臂部的前端配設踏板並利用後端 的動作來驅動鏈條的機構，因此在翹翹板的支點的兩側需 要相同程度的長度，使兩端進行相同程度之衝程的上下運 動，因此在自行車之緊緻化或是運動部分之礙眼感這些方 面有待解決。又，由於必須在翹翹板的前端配設踏板，踏 板的運動軌跡必然會形成朝前方鼓起的圓弧狀，與上坡時 -5- 201103813 容易以前傾姿勢開始踩下踏板之朝向後方鼓起的圓弧狀會 成爲相反。 另外，也有人發表一種滑板車（scooter)，是將站著 騎的騎乘者之腳部的支承表面板左右分離且在前端設置絞 鏈的構造作爲踏板，使其上下往復而轉換成後輪的旋轉以 進行推進（專利文獻2)。該方法，由於朝前後方向形成 細長形狀的腳部支承表面板本身具有成爲往復運動之旋轉 中心的絞鏈，因此具有表面簡潔的外觀，可降低騎乘者的 站立位置，又可將驅動機構隱藏在其下方，雖然有這些優 點，但由於必須在腳部支承表面板爲大致水平狀態成爲下 死點，因此往復運動只會利用圓弧軌跡的大致上半部，而 無法充分利用上下成分的大部分，爲了使左右腳部支承表 面板之運動的連動機構成立（讓驅動機構作用的前提）， 在車輛中心線上從車架朝上方突出的固定物不僅會破壞簡 潔的腳部支承表面板的美觀，騎乘者在進行踩踏動作時還 必須特別小心避免碰觸，還會成爲妨礙要折疊轉向軸加以 收納時之緊緻度的主要原因等。再者，腳部支承表面板的 角度是依幾何學而決定的，因此想要使前後方向尺寸緊緻 化時，則無法獲得上下衝程，或是無法自由地獲得騎乘者 容易施力的腳部角度。 〔專利文獻1〕日本特開2005-280671 〔專利文獻2〕日本特表2006-510535 【發明內容】 -6 - 201103813 〔所欲解決之技術課題〕 本發明是鑑於上述先前技術所述的習知技術之立乘式 自行車及滑板車所具有的課題而開發完成的，其目的在於 提供一種技術，針對以容易取出人的動力的角度和軌跡動 作的踏板之上下往復運動轉換成後輪之旋轉運動的機構， 不需要左右踏板間之突出的固定物或是踏板後方顯眼的空 間，即使是前後尺寸短的立乘式自行車也能確保較低的乘 車位置而予以實現。亦即，實現一種可輕鬆騎乘且緊緻又 美觀的立乘式自行車。 爲了達成上述目的，第1發明是一種由騎乘者站在配 設於前輪與後輪之間的左右踏板111/112上並使其上下往 復而進行推進的自行車，其特徵爲具有以下機構：左右的 踏板臂部12 1/122是以其前部之與後輪平行的旋轉軸103比 踏板下死點時的水平踏面位於更前方且上方的方式配設在 車架（※：），與前述旋轉軸同軸的鏈輪功能部131/132在 比前述水平踏面更下方，其前端固定嵌合在該功能部而朝 向後方的左右臂部鏈條141/142的後端，分別與捲繞在配 設於比前述功能部更後方之車架上的轉向鏈條1 45後朝前 方進行迴轉的迴轉鏈條143的兩端相連，如此連動成藉由 踩下一方踏板能迫使另一方的踏板上升，在其後部將踏板 配設成可繞與前述旋轉軸平行的旋轉軸115/116擺動，在 踏板臂部上且踏板下部（※2)的位置配設擺動鏈輪 161/162，在車架上、踏板下部且在比下死點時之擺動鏈 輪更前方配設鏈條固定具101/102，在更後方配設惰鏈輪 201103813 171/172，後輪具有兩個僅傳遞前方向旋轉驅動力之附有 單向離合器的鏈輪181/182，左右驅動鏈條151/152是分別 將一端固定在鏈條固定具—以呈山形捲繞在擺動鏈輪—呈 谷形捲繞在惰鏈輪—呈山形捲繞在附有單向離合器的鏈條 的路徑配設直到朝向前方之另一端，將該另一端分別與捲 繞在配設於比附有單向離合器的鏈輪更前方之車架上的轉 向鏈條155後朝後方進行迴轉的迴轉鏈條153的兩端相連， 藉此使左右的驅動鏈條連動。 ※l在此所謂的「車架」，定義爲包含從車架突出的 剛性固定物。 ※之在此所謂的^ A位於踏板下部」，定義爲俯視下A 的一部分或全部被踏板遮住的位置關係。 根據本發明，由於踏板臂部82 1 /822在比踏板下死點 時的水平踏面899更前方且上方具有旋轉軸803，因此可實 現：上坡時容易以前傾姿勢開始踩踏之朝後方鼓起的圓弧 狀且沿著上下成分的大部分大幅擺動之踏板軌跡898。同 時，即使不使同軸的鏈輪功能部831/832比前述水平踏面 大幅地往下移位，仍可確保旋轉半徑，藉由使嵌合在該功 能部的鏈條在後方進行迴轉而使左右連動，左右踏板臂部 彼此進行反向運動的機構能以該高度（也就是較低的踏板 下死點高度）來實現’並且容易在不會妨礙腳部動作且不 顯眼的位置成立。 又，將踏板臂部的旋轉軸形成在本發明之位置的其他 優點在於’可利用爲了支承頭管804本來就必須的車架豎 201103813 起部800a，因此可減輕朝向上方的突出感；以及在折疊式 自行車的情況下，藉由以左右分離的突出固定物形成車架 豎起部900a，在左右踏板臂部旋轉軸之間也能確保讓折疊 後之零件放入的空間》 又，踏板811/812相對於踏板臂部82 1/822是配設成能 以旋轉軸81 5/8 16爲中心擺動，因此即使踏板臂部長度變 短，仍能獲得騎乘者容易施力的角度，且可有效取出所具 有的力量。此外，不會因此影響騎乘者的姿勢保持性已經 透過試作品予以確認，又從習知自行車之站著踩也容易體 驗出這種感覺。而且，依據前述連動機構，藉由與踩下去 的踏板相反側的踏板臂部之擺動鏈輪86 1/8 62之上升動作 ，驅動鏈條85 1 /8 52會被拉出，但是藉由將鏈條固定具 8 0 1 /802及惰鏈輪8 7 1 /872配設在踏板下部的車架上，被拉 出的驅動鏈條在本來就必須的踏板之往復運動區域內可不 顯眼地收納在踏板的下方，因而能緊緻且美觀地提供一種 可輕鬆騎乘的立乘式自行車。 又，第2發明是在第1發明中具有：將踏板臂部的鏈輪 功能部置換成滑輪功能部或齒輪功能部3 3 1 /3 3 2或是桿功 能部43 1/432，將相關的鏈條及轉向鏈輪分別置換成對應 的繩索及轉向滑輪、或是轉向齒輪3 45、或是棒及轉向桿 445，以構成藉由踩下一方踏板能使另一方踏板上升的連 動機構。 [S1 本發明是可依低成本化、緊緻化、輕量化、靜音化、 美觀等目的而選擇的第1發明之替代案。 -9 - 201103813 又，第3發明是在第1、第2發明中，以利用液壓的機 構，來實現藉由踩下一方踏板迫使另一方踏板上升的連動 機構。 本發明是可依緊緻化、美觀等目的而選擇的第1、或 第2發明之替代案。 又，第4發明是在第1、2或3發明中，具有：將驅動鏈 條、與其相連的迴轉鏈條同時或單獨置換成皮帶、皮帶或 繩索，並將相關的鏈輪或固定具置換成對應的滑輪或固定 具的機構。 本發明是可依低成本化、緊緻化、輕量化、靜音化、 美觀等目的而選擇的第1、2或第3發明之替代案。要將驅 動鏈條及迴轉鏈條同時置換成皮帶時，亦可使皮帶一體成 形，且捲繞在轉向滑輪使其進行迴轉。 又，第5發明是在第1、2、3或4發明中，具有：附有 單向離合器的鏈輪（或滑輪）並非配設在後輪，而是配設 在與後輪分開設定的旋轉軸，經由該旋轉而將旋轉傳遞至 後輪的機構》 根據本發明，只需要一條掛在後輪軸的鏈條（或皮帶 )，因而容易確保變速機構或制動機構等的組裝空間。 如以上所說明，根據本發明，針對將踏板的運動（上 坡時容易以前傾姿勢開始踩踏之朝後方鼓起的圓弧軌跡且 沿著上下成分的大部分大幅擺動，可取得容易施力的角度 )轉換成旋轉運動的機構，即使是前後尺寸短的立乘式自 行車仍能確保較低的踏板下死點高度，在不會妨礙腳部動 -10- 201103813 作且不顯眼的位置予以實現。亦即，實現一種可輕鬆騎乘 且緊緻又美觀的立乘式自行車。 【實施方式】 以下，根據圖面來說明一實施例，以作爲本發明之實 施形態。 〔實施例〕 第1圖是第1發明之一實施形態的等角投影圖。騎乘者 是握住把手107，並以站在踏板111/112上的姿勢騎車。首 先，針對左右踏板之上下往復運動的連動機構加以說明。 踩下踏板（右）111時，踏板臂部（右）〗21會以配設在車 架豎起部l〇〇a的踏板臂部旋轉軸103爲中心旋轉，與其一 體的鏈輪功能部（右）131會旋轉而將臂部鏈條（右）141 朝前方拉，經由正交接頭144與其相連的迴轉鏈條143會藉 由轉向鏈輪145而進行迴轉，並將在相反側經由正交接頭 144而相連的臂部鏈條（左）142朝後方拉，驅動鏈輪功能 部（左）132而使踏板臂部（左）I22旋轉，並使配設在其 後端的踏板（左）112及擺動鏈輪（左）162上升。第1圖 顯示出右/左踏板位於上/下死點的狀態。 接下來，針對使後輪旋轉的機構加以說明。驅動鏈條 151/152是分別將其一端固定在配設於車架100的鏈條固定 具101/102，以呈山形捲繞在配設於踏板臂部121/1 22之後 端的擺動鏈輪161/162，呈谷形捲繞在配設於車架100的惰 -11 - 201103813 鏈輪171/172，呈山形捲繞在後輪106之附有單向離合器的 鏈輪181/182直到朝向前方的另一端，分別經由正交接頭 154與捲繞在轉向鏈輪155而進行迴轉後的迴轉鏈條153之 朝向後方的兩端結合，藉此使左右的動作連動。 踩下右側的踏板（右）1 1 1時，如前所述，左側的擺 動鏈輪（左）162會上升，但由於驅動鏈條（左）152的端 部是固定在鏈條固定具102，因此擺動鏈輪（左）162的上 升衝程之大約兩倍的長度會從惰鏈輪（左）1 72的後側被 拉出，會使附有單向離合器的鏈輪（左）182朝前進方向 旋轉而驅動後輪1 〇 6，並且經由迴轉鏈條1 5 3拉動相反側之 驅動鏈條（右）151之朝向前方的端部，以吸收由於擺動 鏈輪（右）161之下降所產生的驅動鏈條（右）151之拉出 長度的多餘部分。此時，附有單向離合器的鏈輪（右） 181雖然會被迫朝後方旋轉，但由於是自由地旋轉，不會 對後輪106的旋轉造成影響。 第2圖是後輪有兩輪，且兩個附有單向離合器的鏈輪 是配設在兩輪之間之事例的俯視圖，以作爲第1發明之其 他實施形態，。 第3圖是左右踏板臂部的連動機構使用齒輪之事例的 等角投影圖，以作爲第2發明之一實施形態。也一倂顯示 出在踏板臂部後半部將踏板及擺動鏈輪偏移配設的事例。 第4圖是左右踏板臂部的連動機構使用桿及棒之事例 的等角投影圖，以作爲第2發明之其他實施形態。 關於第3發明，在例如第4圖之踏板臂部的桿功能部使 -12- 201103813 油壓缸等的致動器作用而使左右的運動連動等，由於是所 屬技術領域的技術者容易想到實施形態故省略事例圖。使 液壓作用的部位當然不限於第4圖的桿功能部。 第5圖是將驅動鏈條及連結鏈條同時置換成皮帶’且 不利用正交接頭連結這些而是使其一體成形，並捲繞在轉 向滑輪而進行配置之事例的等角投影圖，以作爲第4發明 之一實施形態。本圖面是爲了賦予皮帶張力而設有：藉由 彈簧5 93的彈壓使轉向滑輪5 5 5的旋轉軸始終朝前方移動的 機構，可依需要來決定是否與其他實施形態組合。 第6圖是將附有單向離合器的鏈輪配設在與後輪不同 的旋轉軸，並藉由使掛在後輪的鏈條只位在單側以配設輪 轂內裝變速機之事例的俯視圖，以作爲第5發明之一實施 形態。 第7圖是在兩輪的後輪之間配設一條鏈條之事例的俯 視圖，以作爲第5發明之其他實施形態。 第8圖是第1發明之一實施事例的自行車之乘車姿勢的 側視圖。由於踏板臂部82 1 /822的旋轉軸803比踏板下死點 時的水平踏面899位於更上方，因此可利用騎乘者以前傾 姿勢踩下踏板時容易施力之朝後方鼓起的圓弧軌跡8 9 8之 上下成分的大部分，並且即使不使同軸的鏈輪功能部 831/832比前述水平踏面大幅地往下移位仍可確保旋轉半 徑，因此容易使左右踏板臂部的連動機構在該高度位置， 也就是較低的踏板下死點高度成立，而且，踏板臂部的旋 轉軸8〇3是配設在車架之豎起部800a，減輕了朝向上方的 -13- 201103813 突出感，又由於被擺動鏈輪861拉出的驅動鏈條851是在踏 板的往復運動區域內且可隱藏收納在踏板811下方，能減 少礙眼感。此外，即使踏板臂部821短，踏板811仍可繞踏 板旋轉軸815擺動，因此騎乘者可取得容易施力的腳部角 度。 第9圖是將第1發明適用在折疊式自行車之一事例的側 視圖。藉由以左右分離的突出固定物形成車架豎起部900 a ，在折疊時，頭管支承具9 09可進入前述突出固定物之間 ，再者，由於在左右踏板之間並未存在從車架朝上方突出 的固定物，因此轉向軸908能夠進入而可實現緊緻的收納 。兩點鏈線就是折疊收納時的狀態。 第1 0圖是第1發明之其他實施形態的側視圖。利用惰 鏈輪10 73/1 074，使從附有單向離合器的鏈輪1 08 1/1 08 2之 下側出來而朝向前方的驅動鏈條1 05 1/1 052下降至轉向鏈 輪1055的高度。在該圖面，轉向鏈輪的旋轉面成爲水平， 但是當然不限定爲水平狀態。 【圖式簡單說明】 第1圖是第1發明之一實施例的等角投影圖。 第2圖是第1發明之其他實施形態的俯視圖。 第3圖是第2發明之一實施形態的等角投影圖。 第4圖是第2發明之其他實施例的等角投影圖。 第5圖是第4發明之一實施例的等角投影圖。 第6圖是第5發明之一實施例的俯視圖。 -14 - 201103813 第7圖是第5發明之其他實施形態的俯視圖。 第8圖是第1發明之一實施例的自行車之乘車姿勢的側 視圖。 第9圖是第1發明之一實施例的折疊式自行車之折疊狀 態的側視圖。 第1 〇圖是第1發明之其他實施形態的側視圖。 【主要元件符號說明】 1 00,200,500,600,700,800,900 ：車架 100a,800a,900a ：車架豎起部 101，801/1 02,802:鏈條固定具（右）/(左） 1 03,3 03,403,803,903 :踏板臂部旋轉軸 104,804,904 :頭管 1 05,905 :前輪 106,206,506,606,706,-9 06 ：後輪 1 07,807,907 ：把手 1 08,908 :轉向軸 111，311，811,911/112,312,812,912:踏板（右）/(左） 115,3 15,8 15/116,3 16,816 :踏板旋轉軸（右）/(左） 121,321,42 1,82 1,921/122,322,422,822,922：踏板臂部 (右）/(左） 13 1，8 3 1 / 1 3 2,8 3 2 :鏈輪功能部（右）/(左） 141/142 :臂部鏈條（右）/(左） 1 4 3，1 5 3 :迴轉鏈條 -15- 201103813 144，154 ·•正交接頭 145，155，1 05 5 :轉向鏈輪 151，251，651，751，851，1051/152,252,652,752,852,1052 :驅動鏈條（右）/(左） 161,361，861/162,3 62,862:擺動鏈輪（右）/(左） 171，87 1 /1 72,872:惰鏈輪（右）/(左） 181，281，681,781,1081/182,282,682,782,1082 :附有單 向離合器的鏈輪（右）/(左） 3 3 1 /3 3 2 :齒輪功能部（右）/(左） 345 :轉向齒輪 43 1 /432 :桿功能部（右）/(左） 441 /442 :棒（右）/(左） 445 :轉向桿 500b :車架固定物 551 :驅動皮帶 5 5 5 :轉向滑輪 591 :轉向滑輪臂部 592 :滑輪臂部旋轉軸 593:皮帶張力賦予彈簧 695,795 :操舵鏈 696 :輪轂內裝變速機 697 :變速操作纜線 898 :踏板圓弧軌跡 8 99 :踏板下死點時的水平踏面 -16- 201103813 909 :頭管支承具 910 :頭管支承具旋轉軸 1 073/1 074 :惰鏈輪（右）/(左） -17-