JPS6076489A - 自転車の車輪駆動装置 - 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】 この発明は、左右のロッドを交互に上下揺動させて後輪
を駆動するようにした自転車の車輪駆動装置に関するも
のである。

従来の自転車は、後輪のスプロケットとペダルクランク
のスプロケットとをチェーンで連結し、そのペダルクラ
ンクを回転させることにより後輪を駆動する方式のもの
であった。しかし、このペダルクランクによる駆動方式
のものは、ペダルを踏む足を円運動させながらクランク
を回転させるものであるため、クランクの上下両゛死点
付近ではペダルに対して踏む尽力を有効に作用させるこ
とが極めて困難であり、車輪の駆動力が断続的となって
、力の作用刻字が悪いという欠点があった。

ところで、そのような従来自転車のペダルクランクによ
る駆動方式に代わるものとして、レバー状の左右二本の
ロッドを交互集互に上下揺動させて後輪を駆動する方式
のものが提案されている。例えば、特開昭４９　３２３
３６号公開公報等に見られるものがその代表的なもので
あろう。これらの発明は、「端部が後輪の内軸に回動自
在に支承され、かつ先端部にペダルを有するロッドの上
下方向揺動によりラチェットを介して駆動輪（円板状の
型車）を小角度回転すると共に、該駆動輪の回転を増速
機構（４個の大小平歯車の組合せ）を介して後輪に伝達
する機構を車体の両側に設け、ケーブルで連結された左
右のロッドを交互に揺動することにより後輪を回転前進
するようにしたもの」であった。

そして、これら従前までの発明でも、確かにロッドの上
下両死点間の全ストロークにおいて、ペダルを踏む力が
有効に且つ平均に作用し効率のよいものとなって、ペダ
ルクランクによる駆動方式の欠点を解消し得ることとな
っているが、しかし駆動装置の構造上ではまだ問題が残
る。

即ち、上下揺動するロッドの支点が後輪軸上にあるため
、この揺動運動を通常必要とされる速　３一 度の回転運動に変えて後輪に伝達するためには、多数の
平歯車等を組み合わせた増速機構を必然的に特設しなけ
ればならなくなり、この結果１自転車の駆動装置を不当
に複雑化し、且つ、重量化してしまうということである
。また、ロッドは、その支点と駆動輪とが同−後輪上に
あるため、駆動輪を小角度しか回転させることができず
、自転車を通常の速度で走行させるためには、ロッドの
揺動回数（踏み足の上下動回数）を小刻みに多くしなけ
ればならないし、逆に揺動回数を少なくするため、小さ
な揺動角内でギヤ比をいたずらに大きくしても却って大
きな踏力を必要とするだけであり、結局側れにしても乗
る者の疲労を大きくする結果となる。さらに、この駆動
装置は数個の歯車を必要とする訳であるが、歯車の数が
多ければその分だけ歯車間の遊び分が累積して多くなり
、力の伝達効率を大きく低下させてしまう欠点をも有す
ることになる。

同じく、従来自転車のペダルクランクによる　Ａ　− 駆動方式に代わる他の例としては、特開昭４８−６５／
Ｓ３５号や特開昭５１−３１４６８号等を挙げることが
できるが、前者は、先端にペダルを有する制御レバーと
クランクアームとロッドとチェーン等を複雑に組み合わ
せた所謂リンク装置から成るものであり、後者は、三角
形状に配設された各スプロケットにロングサイズのチェ
ーンを懸架し、該チェーンに直接ペダルを取着して成る
ものであって、両者は共に駆動装置を不当に複雑化し、
且つ、重量化して実用性を欠くものである。

この発明は、そのような従前の実情に対処す、　べく研
究したもので、特にペダルクランク駆動方式の欠点を解
消しようとした前記の公知のロッド駆動方式を採用する
と共に、その公知のロッド駆動方式を更に改良工夫した
ものであって、その構成の詳細は下記に説示するとおり
のものである。

即ち、この発明の構成は基本的に、後輪に軸着され前進
方向の回転のみを伝達するラチェットを内蔵した車体両
側のピニオンに噛合する弧状のラックを有し、一端が車
体フレームに揺動自在に軸支されて左右交互に弧状の上
下揺動をするペダル付きの二本のロッドとから成る自転
車の車輪駆動装置であり、更にその具体的な構成をその
実施例として示す添付図面と共に説明する。

第１図および第２図は、この発明の代表的な実施例を示
すもので、後輪１に軸着され前進方向の回転のみを伝達
するラチェット２を内蔵した車体両側のピニオンろ、６
と、後端が後輪１の後方に延設された車体フレーム４の
後端部に軸支され、前端にペダル５を設けると共に、適
宜中程位置に上記ピニオン６と噛合する弧状のラック６
を立設した二本のロッド７．７とから成り、該ロッド７
．７を左右交互に弧状の上下揺動をすることにより、後
輪１を回転前進させるようにした自転車の車輪駆動装置
である。

ラチェット２は、第５図に示すように、型車２ａを有し
後輪軸１ａに嵌着固定された内輪２ｂと、爪型２ａに係
合するバネ爪２ｃ、２ｃ・・・・・・を内設固定し内輪
２ｂに回転自在に嵌着されると共に、ピニオン３に嵌着
固定した外輪２ｄとから成り、ピニオン乙の前進方向の
回転（図面左回り）時のみバネ爪２ｃ、２０・・・・・
・が爪型２ａの爪に掛止してその回転を後輪軸１ａおよ
び後輪１に伝達するようにしたものである。

ロッド７は、その後端の支軸８を支点とし、前端のペダ
ル５を力点として、中程位置のラック６を作用点とした
もので、その作用点近傍位置にはサドルフレーム９上の
プーリー１０に吊下されたケーブル１１を連結して、左
右のロッド７．７が交互に上下揺動できるようになって
いる。このロッド７の揺動角は約１５度であって、これ
によりラック６を介してピニオン６を回転させる角度が
約１８０度に設定されており、両ロッド７．７が上下方
向に各々−往復することにより後輪１が一回転するよう
に計画されている。

図中の符号１２はラック６およびロッド７のガイド、１
６はガイド１２に掛止されラック６およびロッド７の上
下死点を規定するストッパーである。１４はフレーム４
の後端を曲折形成したスタンドで、荷台１５の後端を曲
折形成したスタンド１６と共に地面に当接されて自転車
を立て掛けておくためのものである。

第６図および第４図は、この発明の他の実施例を示すも
ので、後輪１に軸着され前進方向の回転のみを伝達する
ラチェット２を内蔵した車体両側のピニオン３，６と、
前端が前輪２１の後方に延設された車体フレーム２４の
前下端部に軸支され、後端に上記ピニオン６と噛合する
弧状のラック２６を設けると共に、適宜中程位置にペダ
ル２５を設けた二本のロッド２７．２７とから成り、該
ロッド２７，２７を左右交互に弧状の上下揺動をするこ
とにより後輪１を回転前進させるようにした自転車の車
輪駆動装置である。

ロッド２７は、その前端の支軸２８を支点とし、後端の
ラック２６を作用点として、中程位＝　７− 置のペダル２５を力点としたもので、その力点近傍位置
にはサドルフレーム２９上のプーリー６０に吊下された
ケーブル６１を連結して、左右のロッド２７，２７が交
互に上下揺動できるようになっている。このロッド２７
の揺動角は約２５度であって、これによりラック２６を
介してピニオンろを回転させる角度が約２７０度程度に
設定されており、両ロッド２７，２７が上下方向に各−
往復することにより後輪１が一回転牛するように計画さ
れている。

図中の符号６２はロッド２７およびラック２６のガイド
で、両者２７．２６の上下死点を規定するストッパーの
役をも兼ねたものである。

なお、上記した二実施例において、ロッドの揺動角に基
づく後輪１の回転数は、主にピニオン３のピッチ円直径
によって定まるものであるから、各種ピッチ円直径のピ
ニオンを揃えておくと共に、ラックの取付は位置を調整
自在としておけば、乗る者の希望する踏力と速度とに調
整することができて更に好ましいものとなる。

　８− 以上の如く構成されたこの発明の車輪駆動装置を使用す
るには、第１〜２図に示した実施例に基づいて説明する
と、まず一方のペダル５を下方に踏むことにより、ロッ
ド７上のラック乙によってピニオンろが下方に回転され
、この回転がラチェット２を介して後輪軸１ａに伝達さ
れて後輪１を回転前進させることとなる。その時、反対
側では、ペダル５がケーブル１１によって吊り上げられ
、ロッド７上のラック乙によってピニオン３が上方に回
転されるものの、この回転がラチェット２の作用によっ
て後輪軸１ａに伝達されることなく空転する。次いで、
この反対側のペダル５を下方に踏むことにより、同様に
して後輪１を回転前進させることとなる。

このようにして、左右のロッド７．７を交互に上下揺動
すれば、後輪１を間断なく回転させて自転車を円滑に前
進させることができる。なお、第６〜４図に示した実施
例も全く同様である。

なお、図示にはしないが、ロッド７．７の上下揺動に伴
なう左右の振れを防止するため、ケーブル１１の下方を
シリンダー状のものとなし１、そのシリンダーケースを
車体フレーム４に固設する等各種有効な手段を採用する
ことも勿論可能である。

斜上のとおり、この発明は、従来のペダルを踏む足が従
来の回転円運動から略直線状（正確には弧状）の上下運
動に代わり、人間の輝尽が回転運動より上下運動に適し
ているという人間工学の理に適ったものとなる。そして
同時に、ロッドの上下両死点間の全ストロークにおいて
、ペダルの踏力が有効に且つ平均的に作用し効率のよい
ものとなることは、公知の利点として前述したとおりで
ある。

この発明の大きな特徴は、当該車輪駆動装置がピニオン
とラックとの組合せから成るものであるため、公知のロ
ッド駆動方式に比して、構造を簡単かつ軽量にすること
が可能であると共に、製作コストを安価にできるという
点にある。

また、ロッドの支点を後輪軸上ではなく他のフレーム」
二に設けであるため、ロッドの揺動角をさほど大きくと
らなくてもラックの上下両死点間の行程を比較的大きく
とることができ、ラックの一行程によるピニオンの回転
角をも相当大きくすることができて、公知のロッド駆動
方式の如くペダルを小刻みに数多く踏む必要がなくなる
という点もこの発明の大きな特徴の一つである。さらに
、この駆動装置における歯車の噛合効率は、ピニオンと
ラックの噛合だけであるため、公知のロッド駆動方式に
比して噛合ロスが少なく力の伝達効率上極めて有効なも
のとなる。

なお、第１〜２図に示す実施例のように、ロッド７を軸
支するフレーム４を後輪１の後方に延設しておけば、こ
れを利用して荷台１５と共にスタンド１’４．１６を形
成する等のことができ、自転車を狭い所に収納しなけれ
ばならないときなどは、後輪１を下位にした状態で立て
掛けておくこともできて大変重宝なものとなり得る。ま
た、第６〜４図に示す他の実施例のように、ロッド２７
の支点を前輪２１付近後方に設けだものにあっては、ラ
ック２６の揺動行程をかなり大きくとることができると
共に、ペダル２５をサドルの真下近傍に位置させてその
踏力をより強く発揮することができるため、高速性のあ
るスポーツタイプとして利用することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の代表的な実施例を示す側面図、第
２図は同平面図、第３図は他の実施例を示す側面図、第
４図は同平面図、第５図はラチェットを示す一部切断の
側面図である。 １・・・後Ｍ、２・・・ラチェット、６・・・ピニオン
、４．２４・・・車体フレーム、５．２５・・・ペダル
、６．２６・・・ラック、７．２７・・・ロッド、２１
・・・前輪。 」 １２− 第　２　図 第　３　図 ２ 第　５　図 第　４　図 ５７７−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　後輪に軸着され前進方向の回転のみを伝達するラチ
   ェットを内蔵した車体両側のピニオンと、中途には該ビ
   ニオンに噛合するラックを有し、一端が後輪軸受から離
   れた個所における車体フレームに揺動自在に軸支され、
   他端が左右交互に上下揺動をするペダルに形成された平
   行な一対のロッドとから成る自転車の車輪駆動装置０ ２　ロッドの後端が後輪後方に延設された車体フレーム
   上に軸支され、同ロッドの前端にペダルを設けると共に
   、適宜中程位置にラックを立設した特許請求の範囲第１
   項記載の自転車の車輪駆動装置。 ６　ロッドの前端が前輪後方に延設された車体フレーム
   上に軸支され、同ロッドの後端にラックを設けると共に
   、適宜中程位置にペダルを設けた特許請求の範囲第１項
   記載の自転車の車輪駆動装置。