JPH01269689A - 自転車の駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、自転車の駆動装置に関し、特に足踏みベグル
で回転駆動するクランクと、駆動スプロケット等の歯輪
との間の伝動ｌＳ！構の改良に関するものである。

従来の技術 従来の普通の自転車においては・、車体に回転自在に支
持された駆動軸に駆動スプロケットを固定するとともに
、この駆動軸に左右一対のクランクを１８０°の間隔で
固定１７てぃた。

また、実開昭５１−１３８８４６号公報等には、駆動ス
プロケットとクランクの固定間係をＭ除し、駆動スプロ
ケットの軸穴を反日にして偏芯移動可能と成し、クラン
クに設けた伝動突起を駆動スプロケットに形成した受動
レールに係合させ、駆動スズロケットを常に偏芯移動さ
せた状態で回転させるようにしたものが提案されている
。

さらに、実開昭５０−１５０９４２号公報や特開昭５８
−２１１９８５号公報等には、駆動スプロケットを楕円
に近い非円形に形成し、クランクの回転位置によって足
によって加え得る回転トルクが変化するのに対応してス
プロケット径が変化発明が解決しようとする４ａＭ ところが、従来の普通の自転車では、一方のクランクが
下死点に達してから、他方のクランクが」二死点を越え
て一定角度回動する土での区間は足でクランクベグルを
踏んでらを効にトルクを発生させることかで鰺ず、クラ
ンクを介して駆動スプロケフトに回転トルクを加えるこ
とができないため、かなりの回転区間に遊びを生ずると
いう問題があり、スタート時や坂道での加速がし難く、
またスピードも出にくいという問題があった、また、上
記各公報に開示されたものにおい′Ｃも、クランクから
駆動スブｌコケッＦに回転力を伝達する際に種／Ｚの工
夫を加えているが、いずれも一対のクランクは回転輪に
１８０’の間隔Ｃ固定されており、上記問題点を解消で
トるものではない。

本発明は上記従来の問題力、に鑑み、足に上りで回転ト
ルクを加えることができ心向転位置に常に左右いずれか
のクランクを位置させることができ、遊び区間を無くす
ことができる自（阜の駆動装置本発明は上記目的を達成
するため、一定軸心回りに回転自在な歯輪と、この歯輪
とは独立してかつ各別に前記歯輪の回転輪心と同一輪心
回りに回転自在な左右−肘のクランクと、歯輪の回転輪
心に対して直径方向に配設され、歯輪と連動して公転す
る一対の歯付き遊星プーリと、歯輪の回転軸心位置に配
設された！Ｍ、プーリと同径の歯付ト太陽プーリと、こ
れら′ｉｌ星プーリと太陽プーリ間に巻回された歯付き
ベルトと、前記一対の３！！星プーリの中心から偏芯し
た位置と萌記一対のクランクとを連結する連結手段とを
備えていることを特徴とする。

Ａｆｔ記連結手段は、遊星プーリに取付けら＃ｔだ係合
部材と、クランクに前記係合部材が係合するように形成
された半径方向のガイドにて＊成できる。

又、クランクを回転自在に枢支された回転部とこの回転
部に対して半径方向に移動可能な伸縮移動部材にてＭ＃
成することにより、連結手段はクランクの伸縮移動部材
と′ｉｌ星プーリを結合する結合ピンにて構成で終る。

又、」二元歯輪に取付けた３１プーリと太陽プーリの組
み合わせに代えて、各クランクに回転自在に設けられた
第１の歯付きプーリと、クランクの回転時に自転しない
部材に設けられた前記＃４１の歯付きプーリと同径の第
２の歯付きプーリを用い、＠記ｆｊ４１の歯付きプーリ
の偏芯位置に設けられた係合部材と、前記歯輪に萌記係
今部材が係合１−るように形成された直径方向のガイド
とを備えた構成とすることもでざる。

作用 本発明は上記Ｍ＃戊を有するので、クランクを回転する
と、ガイドと係合部材等から成る連結手段を介して：！
星プーリに回転トルクが伝達され、この′ｉ！１星プー
リを介して歯輪が回転し、チエ；・等を介して車輪を駆
動することがで鯵る。その際、遊星プーリは固定の太陽
プーリと南付トベルトぐ連結されているのでクランクに
連動して公転［、でもＩＪ転しないため、この遊星プー
リに偏芯して設けられた連結手段は歯輪の軸心回りを公
転する間１：偏芯している方の回転区間と反対側の回転
区間で速度が変化１−１そのため歯輪の回転速度が一定
の場合、各クランクはその１回転の内で回転区間によっ
て回転速度が連続的に変化し、クランクの回転速度の遅
い回転区間は小さく、クランクの回転速度の速い回転区
間は大きくなる。そのＬ：め、クランクの回転速度の遅
い小さい回転区間をトルク伝達回転区間とすることによ
って、左右いずれかのクランクを常にトルク伝達区間に
位置さゼることかで終、常にクランクにて回転トルクを
加える二とが可能となる。

又、１−記歯輪に取付けた遊星プーリと太陽プーリの組
み合わせに代えて、クランクに遊星プーリに対応する第
１の歯付きプーリを取付け、クランクの回転時に回転し
ない第２の歯付きプーリと組み合わぜることによって、
第１の歯付きプーリに遊星プーリと同様の動作をさせ、
同様の作用を得ることがで外る。

天施例 以下、本発明の第１実施例を第１図及び第２図を参照し
ながら説明する。

１は車体７１／−ムであり、ぞのハンｊＪ″−２にて左
右の軸受４を介して駆動軸３が回転自在に支ｉされてい
る。この駆動軸３の両端部にはクランク５ａ、５ｂがぞ
ハ、ぞれ軸受６ａ、６ｂを介して回転自在に取付けられ
ている。ハン、１ｙ−２）−ｌｉｔ）：。

クランク５ａの開には、前記駆動紬３に固定された回転
アーム７が配設され、ハン〃−２の他端とクランク５ｂ
の間には、同じく駆動軸３に固定されたチェンスブロケ
ット等の＠輪８が固定されている。

又、ハンｆ−３の両端にはそれぞれ歯付ト太陽プーリ９
ａ、９ｂが一体的に固定配置されている８土た、萌記回
転アーム７とｔＩＪ輪８には、それぞれ歯付き遊星プー
リ１０ａ、１０ｂが支軸７ａ１８１）にて回転自在に取
付けられ、太陽ブー’Ｊ９ａ、９１１と遊星プーリ１０
ａ、１０１１間に歯イ」きベルト１１＆、１１１〕が巻
回さＪｌている。これら太陽プーリ９ａ、９ｂ　と遊星
プーリ１０ａ、１０ｂは同径であり、遊里プーリ１０ａ
、１０１）は駆動軸１の軸心に対して１８０”の位置に
配設されている。

遊星プーリ１０ａ、１イ）１）には、係合部材と１７で
のカム７オロ７１２ａ、１２ｂが各々の支軸７ａ、８ｂ
＋、＝対して、第２図に示すように偏芯した位置に装着
されている。萌記カム７オロア１２ａ１１２Ｉ）は直配
クランク５ａ、５ｂに半径方向に形成された長孔がら戊
るガイド孔１３ｇ、１３ｂに係合している。

次に、動作を説明する。第２図に示すように、駆動ｌｌ
ｌ１３の軸心に対してクランク５ａ側の遊星プーリ１０
ａの軸心が真上に位置し、クランク５ｂ側の遊星プーリ
１０１＋が真下に位置しているときに、カム７オロア１
２ａ、１２１】が遊星プーリ１０ａ、１０ｂの軸心に対
して図の左側の車体直方に偏芯して位置するように配置
すると、クランク５ａ、５ｂはその回転軸心に対してそ
れぞれ角度θａ°、θｂ°だけ前方に傾いて位置するこ
とになる。

６二こで、：ｉｘプーリ１０ａ、１０ｂは自らと同径の
太陽ブー’）４３ａ　　、９ｂとの間に歯付於ベル）１
１ａ、１１ｂが巻回されているため、各道展フ−’）　
１０ａ　、１０ｂ　ハ太陽７’−’ｊ９ａ、９１ｚ７）
回りを公転する間も自転せず、カム７ｔロア１２ａ、１
２ｂはＴＥＮプーリ１０＆、１０ｂの軸心に対して前方
に偏芯位置したままである。

従って、第２図に実線で示した状態からペダルを踏んで
クランク５ａを矢印入方向に回転させ、仮想線で示すよ
うに前方に水平な姿勢とすると、他方のクランク５ｂは
矢印Ｂの如く回転して後方１こ水平な・た勢となる。さ
ら１こクランク５ａを第２図のクランク５１）の位置ま
で回転させると、他方のクランク５ｂは図のクランク５
ａの位置まで回転する。かくして、以下同様に、第２図
におけるクランク５ａの位置から矢印入方向にクランク
５ｂの位置までクランク５ａ又は５ｂを回転させる：と
によって、他方のクランク５１】又は５＆は図のクラン
ク５ａの位置ま″Ｃ′復帰回転することになする。従っ
て、クランク５ａ又は５ｂを、その上死点から角度θａ
°回転した位置から下死点の手前θｂ　’の位置まで回
転駆動すれば、歯輪８はぞれぞれ１８０゛回転駆動され
、遊びの区間を生ずることなく、歯輪８を回転駆動する
ことがｃ％る。

ｆｐＪ２図ではθＢ−θｂである。

なお、上記実施例では遊星ブー’Ｊ１０ａ、１０ｂがそ
の回転軌跡の」二下端に位置しｌこと外にカム７ｔロア
１２ａ　、１２ｂが前方に偏芯位置するようにしたが、
この偏芯方向及び偏芯量は任意に設定すればよく、それ
によってθａ、θｂを任意に設定で与る。さらに、これ
らカム７１−ロア１２ａ、１２ｂの偏芯方向及び偏芯量
を任意に調整できるようにｎ成すると、乗り手の好みに
合わせて最適な駆動条件を選択することができる。

次に、本発明の第２天施例を第３図に基づいて説明する
。上記第１実施例ｒｌｉ遵展ブー’７１０ａ、１０ｈに
取り付１Ｊだカム７オロア１２ａ、１２ｂをクランク５
ｍ、５ｂのガイド孔１３ａ、１３ｂに係合させていたが
、この実施例ではクランク５ａ、５ｂを、駆動輪３の回
りｌ：回転自在な回転部１５と、この回転部１５にその
回転軸心に対して遠近方向、即ち半径方向に移動可能に
装着された伸縮移動部材１６とから構成し、この伸縮移
動部材１６と前記遊星プーリ１０＆、１０Ｉ）とを結合
ピン１７ａ、１７ｂにて結合している。１４はスライド
ベアリングである。上記以外の構成は第１実施例と同様
であり、同一の参照符号を付して説明は省略する。

又、この第２実施例の動作は第１実施例と同様であるの
で、説明を省略する。なお、この実施例ではカム７１０
アとガイド孔の係合ではなく、スライドベアリングと結
合ピンを用いているので、動きがより円滑である。

次に、第４図に基づいて第３実施例を説明する。

上記第１、第２実施例では歯輪８に装着した遊星プーリ
１０ａ、１０ｂと固定の太陽プーリ９ａ、９ｂどの組み
合わせを例示したが、この実施例ではクランク５ａ、５
ｂ１．″：遊星プーリに対応する第１の歯付トブーリ２
０ａ、２０ｂが装着されるとともに、クランク５ａ、５
ｂの先端に装着された第２の歯付きプーリ１９ａ、１９
ｂとの間に歯付トベルト２１が巻回されている。前記第
２の歯付きプーリ１９ａ、１９ｂは、クランク５ｍ、５
１）の回転時にペダル１８ａ、１８ｂとともにその姿勢
を−・定に保持したまま自転しないようにスライｆ”　
２４ａ　、２４ｂ　１．：テｊｒ（）’ｉ’ｊ＋でいル
、　（−して、第１の歯付きプーリ２０ａ、２０ｂに偏
芯して取付けられたカム７ｆロア２２ａ、２２ｂが、Ｔ
ＡＧ８に直径方向に形成されたヴイド孔２３ａ、２３ｂ
に係合されている。

この実権例でも遊星プーリに対応する第１の歯付きプー
リ２０ａ、２０ｂはクランク５ａ、５ｂの回転に伴う公
転によって自転しないので、第１、第２実施例と同様の
作用が得られることは明らかであり、動作の説明は省略
する。

上記第１実施例では、歯輪８（ＩＩＩに遊星プーリ１０
ａ、１０ｂを設け、クランク５ａ、５ｂにガイド孔１３
ａ、１３ｂを形成した例を示したが、第３実施例のよう
にクランク５ａ、５ｂに遊星ブー’Ｊ１０ａ、１０ｂ　
を設け、歯輪８側にガイド孔１３ａ、１３ｂを設けても
よい。

さらに、上記各実施例の構成に非円形の歯輪を組み合わ
せてもよい。

発明の効果 本発明の自転車の駆動装置によれば、以」二のように、
歯輪に取付けた遊星プーリは固定の太陽プーリと歯付き
ベルトで連結されているのでクランクに連動して公転し
ても自転しないため、この遊星プーリに偏芯しで設けら
れた連結手段は歯輪の軸心回りを公転する間に偏芯して
いる〕ｊの回転区間と反メツ゛側の回転区間で速度が変
化し、そのため歯輪は等速回転しながらクランクはその
１回転の内で不等速回転するようにでき、クランクの回
転速度の遅い小さい回転区間をトルク伝達回転区間とす
ることによりで、ん右いずれかのクランクを常にトルク
伝達区間に位置させることができ、遊び区間を無くしで
常にクランクにて回転トルクを加えることかでト、スピ
ードを出せるとともに加速や登板が螢になるという効果
がある。

土た、クランクを伸縮可能としてその伸縮移動部材と遊
星プーリとを結合し、た場合・には動きがより円滑とな
る。

又、遊星プーリに対応する１ｐＪ１の歯付きプーリをク
ランクに取付け、この第１の歯付きプーリに偏芯し′Ｃ
取付けた係合部材を歯輪側のガイドに係合さゼても同様
に作用し、同じような効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の第１実施例を示１７、ｔｊ
ＩＪ１図はクランクを水平にした状態の横断平面図、第
２図はクランクが上下に対称に位置した状態の正面図、
第３図は本発明の第２実施例の第２図と同様の正面図、
第４図は本発明の第３実施例の第２図と同様の正面図で
ある。 ３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
駆動軸５ａ、５ｂ・・・・・・・・・・・・クランク８
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・歯輪
９ａ、９ｂ・・・・・・・・・・・太陽ブー・す１０ａ
、１０ｂ・・・・・・・・・遊星ブー　１）１１ａ、ｌ
ｌｂ　・・・・・・・・・歯付島ベルト１２ａ、１２１
＋・・・・・・・・・カム７すロア１３ａ、ｉ３ｂ　・
・・・・・・・・〃イド孔１５・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・回転部１６・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・伸縮移動部材１９
ａ、１９ｂ・・・・・・・・・第２の歯付きプーリ２０
ａ、２０ｂ・・・・・・・・・第１の歯付さプーリ２１
ａ、２１ｂ・・・・・・・・・歯付きベルト２２ａ、２
２ｂ・・・・・・・・・カム７オロア２３ａ、２３ｂ　
・・・・・・・・・γイド孔。 代理に鴫弁理士　中尾敏男　１スが１名第２図 Ｙ・量 たゴｂ− 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）一定軸心回りに回転自在な歯輪と、この歯輪とは
   独立してかつ各別に前記歯輪の回転軸心と同一軸心回り
   に回転自在な左右一対のクランクと、歯輪の回転軸心に
   対して直径方向に配設され、歯輪と連動して公転する一
   対の歯付き遊星プーリと、歯輪の回転軸心位置に配設さ
   れた遊星プーリと同径の歯付き太陽プーリと、これら遊
   星プーリと太陽プーリ間に巻回された歯付きベルトと、
   前記一対の遊星プーリの中心から偏芯した位置と前記一
   対のクランクとを連結する連結手段とを備えていること
   を特徴とする自転車の駆動装置。（２）連結手段は、遊
   星プーリに取付けられた係合部材と、クランクに前記係
   合部材が係合するように形成された半径方向のガイドか
   ら成る請求項１記載の自転車の駆動装置。 （３）クランクが、回転自在に枢支された回転部と、こ
   の回転部に対して半径方向に移動可能な伸縮移動部材に
   て構成され、連結手段はクランクの伸縮移動部材と遊星
   プーリを結合する結合ピンから成る請求項１記載の自転
   車の駆動装置。 （４）一定軸心回りに回転自在な歯輪と、この歯輪とは
   独立してかつ各別に前記歯輪の回転軸心と同一軸心回り
   に回転自在な左右一対のクランクと、各クランクに回転
   自在に設けられた第１の歯付きプーリと、クランクの回
   転時に自転しない部材に設けられた前記第１の歯付きプ
   ーリと同径の第２の歯付きプーリと、これら第１と第２
   の歯付きプーリ間に巻回された歯付きベルトと、前記第
   １の歯付きプーリの偏芯位置に設けられた係合部材と、
   前記歯輪に前記係合部材が係合するように形成された直
   径方向のガイドとを備えていることを特徴とする自転車
   の駆動装置。