特開 2024-29721 自転車用揺動回転伝達装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024029721

(43)【公開日】2024-03-06

(54)【発明の名称】自転車用揺動回転伝達装置

(51)【国際特許分類】

   B62M 3/06 20060101AFI20240228BHJP

【ＦＩ】

B62M3/06

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022140538

(22)【出願日】2022-09-05

(31)【優先権主張番号】P 2022131609

(32)【優先日】2022-08-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】310007003

【氏名又は名称】阿久津 悦進

(74)【代理人】

【識別番号】100085394

【弁理士】

【氏名又は名称】廣瀬 哲夫

(74)【代理人】

【識別番号】100128392

【弁理士】

【氏名又は名称】服部 秀一

(74)【代理人】

【識別番号】100165456

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 佑子

(72)【発明者】

【氏名】阿久津 悦進

(57)【要約】      （修正有）

【課題】構造が簡単で部品点数が少なく、低コストで、ペダルを漕ぐ脚の負担が軽減されるところまで膝の曲がりを小さくさせることができる自転車用揺動回転伝達装置を提供する。
【解決手段】自転車に実装した自転車用揺動回転伝達装置の、クランク４ａ、４ｂを回転させる連結棒６ａ、６ｂの長さがクランク４ａ、４ｂの長さよりも長くなっていることによって、ペダル７ａを漕がない側の連結棒６ａがクランク４ａを頂点から回転させられるところまで連結棒６ａをペダル７ａとともに、前方に瞬時に揺動移動させる距離が長くなるため、揺動移動させてペダル７ａを漕ぐ側に入れ替わったペダル７ａを漕いでる間では、ペダル７ａを漕ぐ脚の負担が軽減されるところまで膝の曲がりを小さくさせることができる。反対側の右側も同様にペダル７ｂを漕ぐことができる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

自転車のフレームの上方側にある第１の軸受けに、回転可能に取り付けられたクランク軸と、前記クランク軸の両端に、１８０度の位相差で取り付け固定されたクランクと、前記クランクの先端に取り付けられた支軸と、前記支軸に回転可能に取り付けられて常にぶら下がっている状態になる連結棒と、前記連結棒を自由自在に前後に揺動させるための前記連結棒の先端に取り付けられたペダルと、前記連結棒を前記ペダルとともに、前記クランクを回転させられるところまで、前方に瞬時に揺動移動させてから、このまま前記揺動移動させながら前記クランクを回転させるとともに、前記クランク軸を回転させて前記クランク軸の回転を被伝達部の変速機ギアに伝達するための伝達機構、とを備えたことを特徴とする自転車用揺動回転伝達装置。

【請求項2】

請求項１記載の自転車用揺動回転伝達装置において、前記連結棒を前記ペダルとともに、前方に瞬時に揺動移動させる距離を長くさせて、前記ペダルを漕ぎ出して早い段階から、前記ペダルを漕ぐ脚の膝上の脚が膝下の脚を押せるところまで、前記ペダルを漕ぐ脚の膝の曲がりを小さくさせて、前記ペダルを漕いでいられる距離を長くするとともに、前記ペダルの漕ぎ出しから軽減される脚の負担を更に減少させるために、前記連結棒の長さが前記クランクの長さよりも長くなっていることを特徴とする自転車用揺動回転伝達装置。

【請求項3】

請求項１記載の自転車用揺動回転伝達装置において、前記伝達機構は、前記クランク軸の左端の内側に取り付け固定された第１のギアと、前記自転車のフレームの下方側にある第２の軸受けに、回転可能に取り付けられた回転軸と、前記回転軸の左端に取り付け固定された第２のギアと、前記第１のギア及び前記第２のギアに架け渡された第１のチェーンと、前記回転軸の右端に取り付け固定された楕円チェーンリングと、前記被伝達部の前記変速機ギアと、前記楕円チェーンリング及び前記変速機ギアに架け渡された第２のチェーン、とを備えたことを特徴とする自転車用揺動回転伝達装置。

【請求項4】

サドルの位置は、前記サドルに座った状態になって前記連結棒を前記ペダルとともに
、前方に瞬時に揺動移動させる距離を長くさせて、前記ペダルを前方斜め下方向に力強く漕ぎ出せるところまで基準のサドルの位置よりも後方に、前記サドルを設置したことを特徴とする自転車用揺動回転伝達装置。

【請求項5】

請求項3記載の自転車用揺動回転伝達装置において、前記サドルに座った状態になって、前記ペダルを前方斜め下方向に力強く漕ぎ出して少し先までと、前記ペダルを漕ぎ終わる前後は、前記ペダルを漕ぐ負担を軽減させるために楕円チェーンリングを使用することを特徴とする自転車用揺動回転伝達装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自転車等のペダルを漕ぐ脚の負担が軽減されるところまで膝の曲がりを小さくさせることができる自転車用揺動回転伝達装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、一般的な自転車において、自転車を走行させているときは、サドルに座ってハンドルを握りペダルを漕ぐ脚に力を入れてペダルを漕いでいる間では、クランクが最下点になると、クランクの先端に取り付けられたペダルから地面まで一定の距離を離れるため、ペダルの漕ぎ出しからペダルを漕ぐ脚の膝の曲がりが深く大きく曲がった状態になってしまうため、ペダルを漕ぐ脚の負担がペダルを漕ぐ力よりも大きく増してしまうので、本来の力を出せる力は弱くなってしまい、このままペダルを漕ぎ終わるまでにペダルを漕ぐ本来の力を出せてペダルを漕いでもペダルを漕いでる距離が長くならないので、ペダルを漕ぐ脚の負担が軽減されるペダルの漕ぎ方ができないものであった。そこでペダルを漕ぐ脚の負担を可変させる変速ギアを取り付けて大きいギアを使用すれば、ペダルを漕ぐ脚の負担を軽減させることができるが、この状態で上り坂になればペダルを漕ぐ重さが増すだけで、変速機ギアだけではこれ以上のペダルを漕ぐ脚の負担を軽減させることはできないものであった。

【0003】

そこで、こうした不便を解消させた周知技術として、自転車を走行させているときはペダルを漕ぐ脚の負担を効果的に軽減させて十分に駆動補助ができる「駆動補助装置」（特許文献１参照）が挙げられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第６３４７０２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述した特許文献１に係る駆動補助装置を自転車に実施したものである。その一形態は、支持軸とペダルとの間の距離を変更可能にする可変機構のペダルを漕いで自転車を走行させているときは、可変機構として機能する可変機構全体を回転させるとともに、ガイド部材の歪円環形状の環状ガイド溝に嵌合された状態になっている可変機構のコロが、溝内を移動することによって、可変機構の板状片の他端が取り付け固定された支持軸の軸芯とペダルの軸芯との距離が形状的に膨らんだ鈍端側では長くなり、縮んだ鋭端側では短くなるように工夫されているため、ペダルを漕ぐ鈍端側で基準クランクの長さよりも長くなる部分で可変機構のコロが溝内を移動する速度は速くなるとともに、可変機構のペダルを漕ぐ速度も速くなるためペダルを漕ぐ脚の負担を効果的に軽減させて十分に駆動補助ができる。

【0006】

ところが、かかる技術によれば、ペダルを漕ぎながら複雑な動作をさせるため、部品点数が多くなってしまい、コスト高を回避できないという問題がある。

【0007】

本発明は、このような問題点を解決すべくなされたもので、その技術的課題は、構造が簡単で部品点数が少なく、低コストで、自転車を走行させているときは、サドルに座ってハンドルを握りペダルを漕ぐ脚に力を入れてペダルを漕いでいる間では、ペダルを漕ぐ脚の負担が軽減されるところまでひざの曲がりを小さくさせることができる自転車用揺動回転伝達装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記技術的課題を解決するために、本発明の一形態は、自転車のフレームの上方側にある第１の軸受けに、回転可能に取り付けられたクランク軸と、前記クランク軸の両端に、１８０度の位相差で取り付け固定されたクランクと、前記クランクの先端に取り付けられた支軸と、前記支軸に回転可能に取り付けられて常にぶら下がっている状態になる連結棒と、前記連結棒を自由自在に前後に揺動させるための前記連結棒の先端に取り付けられたペダルと、前記連結棒を前記ペダルとともに、前記クランクを回転させられるところまで、前方に瞬時に揺動移動させてから、このまま前記揺動移動させながら前記クランクを回転させるとともに、前記クランク軸を回転させて前記クランク軸の回転を被伝達部の変速機ギアに伝達するための伝達機構、とを備えたことを特徴とする自転車用揺動回転伝達装置である。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、上記構成により、構造が簡単で部品点数が少なく、低コストで、自転車を走行させているときは、サドルに座ってハンドルを握りペダルを漕ぐ脚に力を入れてペダルを漕いでいる間では、クランクを回転させる連結棒の長さがクランクの長さよりも長くなっていることによって連結棒をペダルとともに、前方に瞬時に揺動移動させる距離が長くなるためペダルを漕ぐ脚の負担が軽減されるところまで、ひざの曲がりを小さくさせることができる自転車用揺動回転伝達装置を提供することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の自転車用揺動回転伝達装置を自転車に実施した例を示した斜視図である

【図2】図１に示す自転車用揺動回転伝達装置のペダルを漕がない側がペダルを漕ぐ側に入れ替わるまでの動作を示した簡略図である

【図3】図２に示す動作を行ってからペダルを漕いでいる様子を示した簡略図である

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下に本発明の自転車用揺動回転伝達装置を自転車に実施した例を、図面を参照して詳細に説明する。

【実施例0012】

図１は、本発明の自転車用揺動回転伝達装置を自転車に実施した例を示した斜視図である。

【0013】

図１を参照すれば、自転車用揺動回転伝達装置は、自転車のフレーム1の上方側にある第１の軸受け2に、回転可能に取り付けられたクランク軸3と、前記クランク軸3の両端に、１８０度の位相差で取り付け固定されたクランク４ａ，４ｂと、前記クランク４ａ，４ｂの先端に取り付けられた支軸５ａ、５ｂと、前記支軸５ａ、５ｂに回転可能に取り付けられて常にぶら下がっている状態になる連結棒６ａ、６ｂと、前記連結棒６ａ、６ｂを自由自在に前後に揺動させるための前記連結棒６ａ、６ｂの先端に取り付けられたペダル７ａ、７ｂと、前記連結棒６ａ、６ｂを前記ペダル７ａ、７ｂとともに、前記クランク４ａ、４ｂを回転させられるところまで、前方に瞬時に揺動移動させてから、このまま前記揺動移動させながら前記クランク４ａ，４ｂを回転させるとともに、前記クランク軸３を回転させて前記クランク軸３の回転を被伝達部の変速機ギア１４に伝達するための伝達機構、とを備えたことを特徴とする自転車用揺動回転伝達装置である。

【0014】

また、伝達機構は、前記クランク軸３の左端の内側に取り付け固定された第１のギア８と、前記自転車のフレーム１の下方側にある第２の軸受け９に、回転可能に取り付けられた回転軸１０と、前記回転軸１０の左端に取り付け固定された第２のギア１１と、前記第１のギア８及び前記第２のギア１１に架け渡された第１のチェーン１２と、前記回転軸１０の右端に取り付け固定された楕円チェーンリング１３と、被伝達部の前記変速機ギア１４と、前記楕円チェーンリング１３及び前記変速機ギア１４に架け渡された第２のチェーン１５、とを備えたことを特徴とする。

【0015】

このように、回転を次に伝える伝達機構は、自転車のサドル１６に座ってハンドルを握りペダル７ａ、７ｂを漕ぐ脚に力を入れて、ペダル７ａ，７ｂを漕ぎ出せば、ともに連結棒６ａ，６ｂがクランク４ａ，４ｂを回転させてクランク軸３と第１のギア８はともに回転する。この第１のギア８と第２のギア１１とには第１のチェーン１２が架け渡されているため、第１のチェーン１２の回転移動に伴って回転軸１０と第２のギア１１はともに回転をする。第２のギア１１が回転すると、楕円チェーンリング１３も回転軸１０とともに回転する。この楕円チェーンリング１３と後車輪の右側に取り付けられた変速機ギア１４とには、第２のチェーン１５が架け渡されているため、第２のチェーン１５の回転移動に伴って変速機ギア１４と後車輪はともに回転をすることで、自転車が走行する。

【0016】

図２は、図１に示す自転車用揺動回転伝達装置のペダル７ａを漕がない側がペダル７ａを漕ぐ側に入れ替わるまでの動作を示した簡略図である

【0017】

図２を参照すれば、ペダル７ａを漕がない側の位置Ｇでぶら下がっている状態になっている連結棒６ａは、前方の位置あまでクランク４ａを回転させる抵抗がないので、この間は、クランク４ａが位置Ｇから位置Ａ頂点までペダル７ａを漕ぐ側で回転させられている回転に伴って、連結棒６ａをペダル７ａとともに、前方に瞬時に揺動移動させている。このため、揺動移動させている距離は図１に示す、クランク４ａ、４ｂを回転させる連結棒６ａ、６ｂの長さが、クランク４ａ、４ｂの長さよりも長くなっていることによってクランク４ａが位置Ｇから位置Ａ頂点まで、ペダル７ｂを漕ぐ側で回転させられている回転距離を含めて、揺動移動させている距離は長くなるためペダル７ａを漕ぐ側に入れ替わった位置（あ）で、ペダル７ａを漕ぐ脚の膝の曲がりはクランク４ａを回転させる連結棒６ａをペダル７ａとともに前方に瞬時に揺動移動させても少ししか小さくならないが本来の力を出せるところまで前方に瞬時に揺動移動させているため、位置（あ）でペダル７ａを漕ぐ脚の負担が軽減されるところまでひざの曲がりは小さくなってペダル７ａを前方斜め下方向に力強く漕ぎ出せるとともに、連結棒６ａがクランク４ａを位置Ａ頂点から回転させることができる。

【0018】

図３は、図２に示す動作を行ってからペダル７ａを漕いでいる様子を示した簡略図である。

【0019】

図３を参照すれば、図２に示す動作を行ってから、ペダル７ａを漕ぐ側に入れ替わって、位置Ａ頂点から位置Ｃ９０度までの前半で行う動作では、位置（あ）からペダル７ａを前方斜め下方向に力強く漕ぎながらともに、連結棒６ａがクランク４ａを位置Ａ頂点から位置Ｂまで回転させたところで、ペダル７ａを漕ぐ脚の負担が軽減されるところまで膝の曲がりは位置Ａのところよりも小さくなってこのままペダル７ａを前方斜め下方向に力強く漕ぎながらともに、連結棒６ａがクランク４ａを位置Ｂから位置Ｃ９０度まで回転させたところで、ペダル７ａを漕ぐ脚の膝の曲がりは位置Ｂのところよりも小さくなるとともに、ペダル７ａを漕ぐ脚の負担も位置Ｂのところよりも減少する。そしてこのまま位置Ｃ９０度から位置Ｅ最下点までの後半で行う動作では、すぐに位置Ｃ９０度のところでペダル７ａがクランク軸３から離れる距離は最長に近いところまで長くなっているので、このまま位置Ｅ最下点まではペダル７ａがクランク軸３から離れる距離の差も最小になるため、ペダル７ａを漕ぐ距離は前半よりも長くなる。このため位置Ｂから位置Ｅ最下点まではペダル７ａを漕ぐ脚の膝の曲がりはまっすぐな状態になるため、この間では、ペダル７ａを漕ぐ脚の膝上の脚が膝下の脚を押している状態になって、ペダル７ａを後方斜め下方向に力強く漕ぎながらともに、連結棒６ａがクランク４ａを回転させてともに、ペダル７ａを漕ぐ脚の負担は位置Ｃ９０度のところよりも減少する。

【0020】

さらにペダル７ａを前方上方向に押し上げるように連結棒６ａをペダル７ａとともに、前方に瞬時に揺動移動させれば揺動移動させた距離は位置あまで揺動移動させた距離よりも長くなってこの状態からペダル７ａを前方斜め下方向に力強く漕ぎ出せば早い段階からペダル７ａを漕ぐ脚の膝上の脚が膝下の脚を押せるところまでペダル７ａを漕ぐ脚の膝の曲がりを小さくさせてペダル７ａを漕ぎ終わるまで押しながらペダル７ａを漕いでいられる距離を長くすることが可能になるとともに、この間ではペダル７ａの漕ぎ出しから軽減される脚の負担はペダル７ａを漕ぎ終わるまで更に減少させることができる。

【0021】

またサドル１６の位置は、前記サドル１６に座った状態になって前記連結棒６ａを前記ペダル７ａとともに、前方に瞬時に揺動移動させる距離を長くさせて、前記ペダル７ａを前方斜め下方向に力強く漕ぎ出せるところまで基準のサドルの位置よりも後方に、前記サドルを設置したことを特徴とする。

【0022】

それからサドル１６に座った状態になって、図３に示す動作を行っている位置（あ）から、ペダル７ａを前方斜め下方向に力強く漕ぎ出して少し先までと、ペダル７ａを漕ぎ終わる最下点前後は、楕円チェーンリング１３を使用することによって、ペダル７ａを漕ぐ速度は少し速くなり、ペダル７ａを漕ぐ負担も少し軽くなるため、ペダル７ａを漕いでる間では、ペダル７ａを漕ぐ脚の負担はすべて軽減させることができる。

【0023】

すなわち、ペダル７ａを漕ぐ脚の膝の曲がりはペダル７ａの漕ぎ出しからペダル７ａを漕ぎ終わるまで小さくさせていくとともに、ペダル７ａの漕ぎ出しから軽減される脚の負担を、ペダル７ａを漕ぎ終わるまで減少させていくペダル７ａの漕ぎ方が可能である。反対側の右側も同様にペダル７ｂを漕ぐことができる。

【符号の説明】

【0024】

１ 自転車のフレーム
２ 第１の軸受け軸
３ クランク軸
４ａ，４ｂ クランク
５ａ，５ｂ 支軸
６ａ，６ｂ 連結棒
７ａ，７ｂ ペダル
８ 第１のギア
９ 第２の軸受け
１０ 回転軸
１１ 第２のギア
１２ 第１のチェーン
１３ 楕円チェーンリング
１４ 変速機ギア
１５ 第２のチェーン
１６ サドル
１７ ハンドル

【図1】

【図2】

【図3】