(57)【要約】【課題】搭乗者の脚力の負担を軽減でき、耐久性に優れた自転車用駆動構造を提供する。【解決手段】自転車用駆動構造１０は、走行中のペダル１７，１８の踏み込み回転に伴ってクランクアーム１５，１６がその回転半径方向に周期的に伸縮する機能を有する。クランクアーム１５，１６は、クランク軸１２に取り付けられた円筒状の固定アーム１５ｂ，１６ｂと、固定アーム１５ｂ，１６ｂ内に軸心方向にスライド可能に挿入された円筒状の可動アーム１５ａ，１６ａと、可動アーム１５ａ，１６ａの先端側に軸支されたペダル１７，１８と、可動アーム１５ａ，１６ａ内の略軸心上に回転可能に保持された回転ロッドと、回転ロッドと固定アーム１５ｂ，１６ｂとを螺合させるネジ機構と、ペダル１７，１８の踏み込み動作に伴ってクランク軸１２が１８０度回転するごとに回転ロッドを正転・逆転させる反転機構と、を備えている。【選択図】図１
2010076512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行中のペダルの踏み込み回転に伴ってクランクアームがその回転半径方向に周期的に伸縮する自転車用駆動構造であって、
前記クランクアームが、クランク軸に取り付けられた筒状の固定アームと、前記固定アーム内に軸心方向にスライド可能に挿入された筒状の可動アームと、前記可動アームの先端側に軸支されたペダルと、前記可動アームの略軸心上に回転可能に保持された回転ロッドと、前記回転ロッドと前記固定アームとを螺合させるネジ機構と、前記ペダルの踏み込み動作に伴って前記クランク軸が１８０度回転するごとに前記回転ロッドを正転・逆転させる反転機構と、を備えたことを特徴とする自転車用駆動構造。
【請求項２】
前記反転機構として、前記ペダルの回転と連動して回転する初段ギアと、前記初段ギアの回転中心を挟んだ対称位置で前記初段ギアにそれぞれ噛合可能な状態で前記回転ロッドに設けられた二つの終段ギアと、を設け、前記初段ギアのギア面における回転方向に沿った１８０度未満の領域を噛合可能な有歯領域とし、残余の領域を噛合不能な無歯領域とした請求項１記載の自転車用駆動構造。
【請求項３】
前記反転機構として、前記ペダルの回転と連動して回転する初段ギアと、前記初段ギアの回転中心を挟んだ１８０度対向位置で前記初段ギアにそれぞれ噛合可能な二つの中段ギアと、前記中段ギアとそれぞれ噛合する状態で前記回転ロッドに設けられた二つの終段ギアと、を設け、前記初段ギアのギア面における回転方向に沿った１８０度未満の領域を噛合可能な有歯領域とし、残余の領域を噛合不能な無歯領域とした請求項１記載の自転車用駆動構造。
【請求項４】
前記ペダルの姿勢を略一定に保つためのペダル保持手段を設けた請求項１〜３のいずれかに記載の自転車駆動構造。
【請求項５】
前記ペダル保持手段として、左右の前記ペダルにそれぞれ両端部が係止された可撓性を有する張力伝達部材と、前記張力伝達部材を移動可能に保持するため自転車の一部に回動自在に軸支された滑車と、を設けた請求項４記載の自転車駆動構造。
【請求項６】
前記ペダル保持手段として、前記ペダルの回転中心より低い位置に重錘を設けた請求項４記載の自転車駆動機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自転車のペダルの踏み込み動作による駆動力をクランク軸に伝達する部分に使用される駆動構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自転車で走行する際の搭乗者の脚力の負担を軽減するため、従来、走行中のペダルの踏み込み回転に伴ってクランク軸とペダル支軸との距離（クランクアームの長さ）が周期的に伸縮する機構が提案されている（例えば、特許文献１，２参照。）。特許文献１，２に記載された駆動機構は、自転車の走行中のペダル回転範囲内において、最も大きな踏み込み力を発揮できる領域ではクランクアームが伸展し、それ以外の領域ではクランクアームが収縮する機能を備えている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２７１８９４号公報
【特許文献２】特開平７−８９４７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１記載の「屈伸クランク機構」は、従来の自転車のクランクアームに相当する部分に、一対のスプロケット及びチェーンなどで構成された複雑な回転伝達機構が設けられているため、当該回転伝達機構の質量増大を招きやすく、ペダルを漕ぐ搭乗者の肉体的負担を軽減する効果が低い。また、長期間使用すると、前記回転伝達機構内のチェーンが伸びてスプロケットから外れることがあるので、そのメンテナンスが必要である。
【０００５】
特許文献２記載の「自転車用駆動装置」は、特許文献１記載の「屈伸クランク機構」に比べるとシンプルであるが、クランクアームの回転とともに、伸縮部の従動ピン及びローラが伸縮用ガイドの案内溝内を移動する構造であるため、搭乗者のペダル踏み込み力が摩擦によって消耗されることがある。また、伸縮用ガイドの案内溝内を移動するローラなどから発生する騒音も無視することができない。さらに、長期間の使用中に、伸縮用ガイドが変形したり、従動ピンやローラが摩耗したりすると、ペダルの回転に大きな負担を与えることとなる。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、搭乗者の脚力の負担を軽減することができ、耐久性にも優れた自転車用駆動構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の自転車用駆動構造は、走行中のペダルの踏み込み回転に伴ってクランクアームがその回転半径方向に周期的に伸縮する自転車用駆動構造であって、
前記クランクアームが、クランク軸に取り付けられた筒状の固定アームと、前記固定アーム内に軸心方向にスライド可能に挿入された筒状の可動アームと、前記可動アームの先端側に軸支されたペダルと、前記可動アームの略軸心上に回転可能に保持された回転ロッドと、前記固定アーム内で前記回転ロッドと前記固定アームとを螺合させるネジ機構と、前記ペダルの踏み込み動作に伴って前記クランク軸が１８０度回転するごとに前記回転ロッドを正転・逆転させる反転機構と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
このような構成とすれば、ペダルの踏み込み動作に伴ってクランク軸が１８０度回転するごとに、反転機構により可動アーム内の回転ロッドが正転・逆転し、これによって、ネジ機構を介して固定アームと螺合する回転ロッドは固定アーム内で軸心方向に進退するため、クランクアーム全体はその回転半径方向に周期的に伸縮する。従って、自転車の進行方向を基準にして、ペダルが最後方位置から最前方位置まで回転する範囲ではクランクアームが伸展し、ペダルが最前方位置から最後方位置まで回転する範囲ではクランクアームが収縮するように反転機構をセットしておけば、脚力の負担を軽減することができる。なお、ペダルの回転範囲とクランクアームの伸縮との関係は前記に限定するものではないので、脚力の加わる領域の個人差などに応じて設定することができる。
【０００９】
また、可動アーム内に回転可能に保持されるとともに固定アームに螺合された回転ロッドと、クランク軸の回転に応じて回転ロッドを正転・逆転させる逆転機構と、を備えたことにより、長期間の使用により伸び易いチェーンや、摩耗し易いレールやローラなどが不要であるため、耐久性にも優れている。
【００１０】
ここで、前記反転機構として、前記ペダルの回転と連動して回転する初段ギアと、前記初段ギアの回転中心を挟んだ対称位置で前記初段ギアにそれぞれ噛合可能な状態で前記回転ロッドに設けられた二つの終段ギアと、を設け、前記初段ギアのギア面における回転方向に沿った１８０度未満の領域を噛合可能な有歯領域とし、残余の領域を噛合不能な無歯領域とすることが望ましい。
【００１１】
このような構成とすれば、可動アームに対しペダルが１８０度回転するごとに初段ギアも１８０度回転し、初段ギアのギア面の噛合領域が回転ロッドに設けられた二つの終段ギアに交互に噛合することにより、回転ロッドが正転・逆転する。即ち、初段ギアの噛合領域を、二つの終段ギアに交互に噛合させることによって回転ロッドを正転・逆転させるので、ペダルの回転に応じて確実に反転動作を行うことができ、耐久性にも優れている。
【００１２】
一方、前記反転機構として、前記ペダルの回転と連動して回転する初段ギアと、前記初段ギアの回転中心を挟んだ１８０度対向位置で前記初段ギアにそれぞれ噛合可能な二つの中段ギアと、前記中段ギアとそれぞれ噛合する状態で前記回転ロッドに設けられた二つの終段ギアと、を設け、前記初段ギアのギア面における回転方向に沿った１８０度未満の領域を噛合可能な有歯領域とし、残余の領域を噛合不能な無歯領域とすることもできる。
【００１３】
このような構成とすれば、初段ギアと終段ギアとの間に中段ギアを介在させることにより、これらギアのギア比を変更することにより、ペダルが１８０度回転する間の回転ロッドの回転量を細かく変更することが可能となるため、回転ロッドの回転で伸縮するクランクアームの伸縮量を設定する際の設計自由度が高まる。
【００１４】
次に、ペダルの姿勢を略一定に保つためのペダル保持手段を設ければ、停止中や駐輪中などにおけるペダルの空転などにより、予め設定されたクランクアームの回転運動と伸縮運動との規則性が崩れるのを防止することができる。
【００１５】
ここで、前記ペダル保持手段として、左右の前記ペダルの回転部にそれぞれ両端部が係止された可撓性を有する張力伝達部材と、前記張力伝達部材の中央部分を移動可能に保持するため自転車の一部に回動自在に軸支された滑車と、を設けることができる。このような構成とすれば、左右のペダルは張力伝達部材によって互いに拘束されるので、停止中や駐輪中などにおけるペダルの空転を防止することができる。また、張力伝達部材は左右のペダルのクランク運動に伴い滑車を介して長手方向に往復移動するので、走行中のペダルを踏み込み動作に支障は生じない。
【００１６】
一方、前記ペダル保持手段として、前記ペダルの回転中心より低い位置に重錘を設けることもできる。このような構成とすれば、重錘に作用する鉛直下方向きの重力によりペダルは一定姿勢に保持されるため、走行中以外のペダルの空転を防止することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明により、搭乗者の脚力の負担を軽減することができ、耐久性にも優れた自転車用駆動構造を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の第１実施形態である自転車用駆動構造を示す平面図、図２は図１に示す自転車用駆動構造の右側面図、図３は図１に示す自転車用駆動構造の右ペダルの伸縮状態を示す側面図、図４は図３に示す右ペダルの回転軌跡を示す概略図である。
【００１９】
図１，図２に示すように、本実施形態の自転車用駆動構造１０は、自転車（図示せず）が矢線Ｒ方向に走行しているときの左右のペダル１７，１８の踏み込み回転に伴ってクランク軸１２が矢線１２Ｒ方向に回転すると、左右のクランクアーム１５，１６がその回転半径方向に周期的に伸縮する機能を有する。即ち、クランクアーム１５，１６を構成する可動アーム１５ａ，１６ａがそれぞれ固定アーム１５ｂ，１６ｂから軸心方向に沿って出たり、入ったりすることによってクランクアーム１５，１６全体が伸縮する。
【００２０】
図３に示すように、搭乗者（図示せず）の踏み込み動作により右側のペダル１７及びクランクアーム１５を矢線方向に回転させると、自転車の進行方向（矢線Ｒ方向）を基準にして、ペダル１７が最前位置（３時の位置）にあるときクランクアーム１５が最長に伸展し、ペダルが最後位置（９時の位置）にあるときクランクアーム１５は最短に収縮する。即ち、ペダル１７が最後方位置（９時の位置）から最前方位置（３時の位置）まで回転する間にクランクアーム１５は連続的に伸展し、ペダル１７が最前方位置（３時の位置）から最後方位置（９時の位置）まで回転する間にクランクアーム１５は連続的に収縮する。従って、図４に示すように、ペダル１７の回転軌跡Ｑは横向きの略ハート形状を描く。左側のペダル１８及びクランクアーム１６についても同様である。
【００２１】
次に、図５〜図１１に基づいて右側のペダル及びクランクアーム付近の構造について説明する。図５は図１に示す自転車用駆動構造の一部を示す分解断面図、図６は図１に示す自転車用駆動構造において右側のクランクアームが伸展した状態を示す断面図、図７は図６に示すクランクアームが収縮した状態を示す断面図、図８は図５のＡ−Ａ線における断面図、図９は図５のＢ−Ｂ線における断面図、図１０は図６のＣ−Ｃ線における断面図、図１１は図６に示す初段ギアを軸受け側から見た図である。なお、左側のペダル及びクランクアーム付近の構造は、右側の当該構造と鏡面対称をなしているため、以下、右側の構造について説明する。
【００２２】
図５に示すように、クランクアーム１５は、クランク軸１２の右端部に固定された円筒状の固定アーム１５ｂと、固定アーム１５ｂ内にそれぞれ軸心方向に沿ってスライド可能に挿入される円筒状の可動アーム１５ａと、可動アーム１５ａの先端側にペダル軸１７ａを介して軸支されたペダル１７と、を備えている。一般の自転車と同様、クランク軸１２はボトムブラケット１１に回転自在に軸支され、クランク軸１２の右側に取り付けられたチェーンリング１３に後輪駆動用のチェーン１４が掛けられている。
【００２３】
固定アーム１５ｂは、その基端部がネジ３２を用いてクランク軸１２の右端部に着脱可能に固定され、その内周面には、雌ネジ部２１と、２本の溝部２２が形成されている。図８に示すように、２本の溝部２２は、固定アーム１５ｂの軸心を挟んで対向する位置に当該軸心と平行に形成されている。一方、図１０に示すように、可動アーム１５ａの外周面には、２本の溝部２２内にそれぞれスライド可能に嵌入される２つの突条部２７が形成されている。これらの突条部２７も、可動アーム１５ａの軸心を挟んで対向する位置に当該軸心と平行に形成されている。
【００２４】
図５に示すように、可動アーム１５ａ内の略軸心上に円柱状の回転ロッド２４が回転可能に保持され、回転ロッド２４先端に一体的に形成された短円柱状の回転スライダ２５の外周に雄ネジ部２６が形成されている。また、可動アーム１５ａ内において回転ロッド２４が軸心方向に移動するのを阻止するための係止機構が、回転ロッド２４が可動アーム１５ａの基端壁部１５ｘを貫通する部分に設けられている。この係止機構は、図６に示すように、回転ロッド２４の外周に形成されたフランジ状の拡径部２４ｆと、この拡径部２４ｆを回転自在に保持するため、基端壁部１５ｘの貫通孔１５ｓ内周にその周方向に沿って形成された係止溝１５ｔと、で構成されている。
【００２５】
図６に示すように、回転スライダ２５を固定アーム１５ｂ内に差し込み、回転スライダ２５外周の雄ネジ部２６を、固定アーム１５ｂ内周の雌ネジ部２１に螺合させ、可動アーム１５ａの突条部２７を固定アーム１５ｂの溝部２２に嵌入させた状態で、回転ロッド２４が正転逆転すると、可動アーム１５ａが固定アーム１５ｂに入ったり、出たりする。この場合、可動アーム１５ａの突条部２７が固定アーム１５ｂの溝部２２内に嵌入しているため、可動アーム１５ａは固定アーム１５ｂに対し軸心方向のみにスライド可能である。なお、本実施形態では、雄ネジ部２６と雌ネジ部２１とによって「右ネジ方式」のネジ機構が構成されている。
【００２６】
また、図１０に示すように、固定アーム１５ｂ内周の先端開口部付近に設けられた凹部１５ｄ内にボール２３が収容され、当該凹部１５ｄと可動アーム１５ａ外周の溝部１５ｃとによってボール２３が回転自在に保持されている。このボール２３は、ペダル１７に強い踏み込み力が加わった状態で可動アーム１５ａが固定アーム１５ｂから進出する際にベアリング機能を発揮する。
【００２７】
図６，図７に示すように、ペダル軸１７ａと、可動アーム１５ａとの接続部分に反転機構１９が設けられている。反転機構１９は、ペダル１７の踏み込み動作に伴ってクランク軸１２が１８０度回転するごとに、回転ロッド２４を正転・逆転させる機能を有する。通常、反転機構１９は着脱可能なカバー１９ａで覆われている。
【００２８】
反転機構１９は、ペダル１７の回転と連動して回転するようにペダル軸１７ａに取り付けられた初段ギア２８と、初段ギア２８の回転中心（ペダル軸１７ａの軸心）を挟んだ１８０度対向位置で初段ギア２８にそれぞれ噛合可能な二つの中段ギア２９，３０と、中段ギア２９，３０とそれぞれ噛合した状態で回転ロッド２４に設けられた二つの終段ギア２４ａ，２４ｂと、を備えている。図１１に示すように、初段ギア２８のギア面において、その回転方向に沿った１８０度未満の領域に噛合可能な有歯領域２８ｂを形成し、残余の領域（矢線２８Ｒで示す領域：例えば、１８０度を超え１９０度未満の領域）に噛合不能な無歯領域２８ａを形成している。
【００２９】
図７に示すように、ペダル軸１７ａ及び中段ギア２９，３０の支軸２９ａ，３０ａは、可動アーム１５ａに固定された軸受け３１に回転自在に軸支されている。初段ギア２８の有歯領域２８ｂは傘歯車であり、中段ギア２９，３０には、傘歯部２９ｂ，３０ｂと、平歯部２９ｓ，３０ｓと、が支軸２９ａ，３０ａを中心に一体的に設けられ、終段ギア２４ａ，２４ｂは平歯車である。終段ギア２４ａ，２４ｂは中段ギア２９，３０の平歯部２９ｓ，３０ｓと噛合する位置に設けられている。
【００３０】
ここで、図３，図４，図６，図７，及び図１１に基づいて、反転機構１９の機能について説明する。図３に示すように、ペダル１７が最前方位置（図３中の実線で示す３時の位置）にあるとき、クランクアーム１５は最大に伸展し、その内部は図６の状態にある。即ち、可動アーム１５ａは固定アーム１５ｂから進出し、回転スライダ２５は固定アーム１５ｂの先端開口部寄りの位置にある。また、ペダル軸１７ａと連動する初段ギア２８は、図１１に示すように、有歯領域２８ｂが上を向き、無歯領域２８ａが下を向いた状態にある。このとき、クランクアーム１５全体の長さは図１の矢線Ｓ２で示す長さに相当する。
【００３１】
図６の状態で、ペダル１７が踏み込まれると、クランクアーム１５及びクランク軸１２が矢線１２Ｒ方向に回転する一方、ペダル１７は常に同じ姿勢を保つので、ペダル１７はクランクアーム１５に対し相対的に矢線１７Ｒ方向に回転することとなる。従って、初段ギア２８の有歯領域２８ｂは中段ギア３０の傘歯部３０ｂに噛合して中段ギア３０を回転させ、この回転が平歯部３０Ｓと噛合する終段ギア２４ｂに伝わり、回転ロッド２４とともに回転スライダ２５が矢線２４Ｓ方向に回転する。なお、前記過程において、初段ギア２８の無歯領域２８ａが中段ギア２９の傘歯部２９ｂに対向し、互いに非噛合状態となるので、回転ロッド２４の終段ギア２４ａによって逆駆動される中段ギア２９の回転が妨げられることはない。
【００３２】
このように、図６の状態から図７の状態に向かってペダル１７が回転すると、回転スライダ２５は回転ロッド２４とともに矢線２４Ｓ方向に回転し、固定アーム１５ｂの内周面に沿ってクランク軸１２に近づく方向へ移動するため、可動アーム１５ａは、軸心に沿って、固定アーム１５ｂ内へ引き込まれていく。そして、図３に示すように、ペダル１７が最後方位置（図３中の二点鎖線で示す９時の位置）まで回転すると、クランクアーム１５全体が最短に収縮した状態となる。このときのクランクアーム１５全体の長さは図１の矢線Ｓ１の長さに相当する。
【００３３】
この後、図７の状態から図６の状態に向かってペダル１７が回転すると、クランクアーム１５及びクランク軸１２が矢線１２Ｒ方向に回転する一方、ペダル１７は常に同じ姿勢を保つので、ペダル１７はクランクアーム１５に対し、相対的に矢線１７Ｒ方向に回転することとなる。従って、初段ギア２８の有歯領域２８ｂは中段ギア２９の傘歯部２９ｂに噛合して中段ギア２９を回転させ、この回転が平歯部２９ｓと噛合する終段ギア２４ａに伝わり、回転ロッド２４とともに回転スライダ２５が矢線２４Ｌ方向に回転する。なお、前記過程において、初段ギア２８の無歯領域２８ａが中段ギア３０の傘歯部３０ｂに対向し、互いに非噛合状態となるので、回転ロッド２４の終段ギア２４ｂによって逆駆動される中段ギア３０の回転が妨げられることはない。
【００３４】
このように、図７の状態から図６の状態に向かってペダル１７が回転すると、回転スライダ２５は回転ロッド２４とともに矢線２４Ｌ方向に回転し、固定アーム１５ｂの内周面に沿ってクランク軸１２から離れる方向へ移動するため、可動アーム１５ａは、軸心に沿って、固定アーム１５ｂから進出してくる。そして、図３に示すように、ペダル１７が最前方位置（図３中の実線で示す３時の位置）まで回転すると、クランクアーム１５全体が最大に伸展した状態となる。
【００３５】
このように、ペダル１７の踏み込み動作に伴ってクランク軸１２が１８０度回転するごとに、反転機構１９により可動アーム１５ａ内の回転ロッド２４が正転・逆転し、これによって、ネジ機構（雄ネジ部２６及び雌ネジ部２１）を介して固定アーム１５ｂと螺合する回転ロッド２４は固定アーム１５ｂ内で軸心方向に進退するため、クランクアーム１５全体はその回転半径方向に周期的に伸縮する。従って、ペダル１７の踏み込み動作において大きな脚力が加わる回転範囲（図３に示す３時前後の範囲）ではクランクアーム１５が伸展状態を保ち、脚力が殆ど加わらない回転範囲（図３に示す９時前後の範囲）ではクランクアーム１５が収縮状態を保つように反転機構１９をセットしておけば、脚力の負担を軽減することができる。
【００３６】
また、本実施形態の自転車用駆動構造１０は、可動アーム１５ａ内に回転可能に保持されるとともに固定アーム１５ｂに螺合された回転ロッド２４と、クランク軸１２の回転に応じて回転ロッド２４を正転・逆転させる逆転機構１９と、を備えたことにより、長期間の使用によって伸び易いチェーンや、摩耗が生じるレールやローラなどは不要であるため、耐久性にも優れている。
【００３７】
さらに、自転車用駆動構造１０においては、反転機構１９として、ペダル１７の回転と連動して回転する初段ギア２８と、初段ギア２８の回転中心を挟んだ１８０度対向位置で初段ギア２８に噛合可能な二つの中段ギア２９，３０と、中段ギア２９，３０とそれぞれ噛合した状態で回転ロッド２４に設けられた二つの終段ギア２４ａ，２４ｂと、を設け、初段ギア２８のギア面の回転方向に沿った１８０度未満の領域を噛合可能な有歯領域２８ｂとするとともに、残余の領域（矢線２８Ｒで示す領域：例えば、１８０度を超え１９０度未満の領域）を噛合不能な無歯領域２８ａとしている。
【００３８】
このように、初段ギア２８と終段ギア２４ａ，２４ｂとの間に中段ギア２９，３０を介在させているため、これらギア２８，２４ａ，２４ｂ，２９，３０のギア比を変更することにより、ペダル１７が１８０度回転する間の回転ロッド２４の回転量を細かく変更することができる。従って、回転ロッド２４の回転で伸縮するクランクアーム１５の伸縮量を設定する際の設計の自由度も高い。
【００３９】
次に、図１２に基づいて、本発明の第２実施形態について説明する。図１２は第２実施形態である自転車用駆動構造を示す断面図である。なお、図１１において図１〜図１０と同符号を付している部分は、前述した自転車用駆動構造１０の構成部分と同じ機能を有する部分であり、説明を省略する。
【００４０】
図１１に示す自転車用駆動構造４０においては、反転機構３９として、ペダル１７の回転と連動して回転する初段ギア２８と、初段ギア２８の回転中心を挟んだ対称位置で初段ギア２８にそれぞれ噛合可能な状態で回転ロッド２４に設けられた二つの終段ギア３７，３８と、を設けている。ペダル１７のペダル軸１７ａの基端部は軸受け３５を介して可動アーム１５ａに軸支されている。なお、本実施形態では、ペダル軸１７ａと連動する初段ギア２８は、図１０に示す状態と異なり、無歯領域２８ａが上を向き、有歯領域２８ｂが下を向いた状態に設定されている。
【００４１】
このような構成とすれば、可動アーム１５ａに対しペダルが１８０度回転するごとに初段ギア２８も１８０度回転し、初段ギア２８のギア面の有歯領域２８ｂが回転ロッド２４に設けられた二つの終段ギア３７，３８に交互に噛合するため、ペダルが１８０度回転するごとに回転ロッド２４は正転・逆転を反復する。即ち、初段ギア２８の有歯領域２８ｂを、二つの終段ギア３７，３８に交互に噛合させることによって回転ロッド２４を正転・逆転させるので、ペダル１７の回転に応じて確実に反転動作を行うことができ、耐久性にも優れている。
【００４２】
また、この反転機構３９は、初段ギア２８及び二つの終段ギア３７，３８とからなる簡素な構造であり、初段ギア２８の少なくとも一部を可動アーム１５ａ内に配置することも可能であるため、小型化、軽量化を図ることができる。その他の部分の構造や機能などは、前述した自転車用駆動構造１０と同様である。
【００４３】
次に、図１３，図１４を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。図１３は本発明の第３実施形態である自転車用駆動構造を使用した自転車の一部省略側面図、図１４は図１３に示す自転車用駆動構造の機能を示す概略図である。なお、図１３，図１４において図１〜図１０と同符号を付している部分は、前述した自転車用駆動構造１０の構成部分と同じ機能を有する部分であり、説明を省略する。
【００４４】
図１３，図１４に示すように、自転車ＢＹに使用された自動車駆動構造５０は、右ペダル１７及び左ペダル１８の空転を防止するためのペダル保持手段として、ワイヤ４９と複数の滑車４５，４６，４７と、を設けている。ワイヤ４９の両端部は、右ペダル１７の回転部１７ｂ及び左ペダル１８の回転部１８ｂにそれぞれ設けられた接続部１７ｃ，１８ｃに、スプリング４９ｓを介して係止されている。また、複数の滑車４５，４６，４７は、ワイヤ４９の中央部分を移動可能に保持するため自転車ＢＹの一部に回動自在に軸支されている。二つの滑車４５，４６は自転車ＢＹの後輪車軸（図示せず）の左右に当該後輪車軸と同軸上に配置された支軸４３に回転自在に取り付けられ、サドル４１を支える支柱４２と後輪車軸とを連結する支持部材４４の上端付近に設けられた支軸４８に滑車４７が回転自在に取り付けられている。さらに、ワイヤ４９は、図１４に示すように、二つの滑車４５，４６及び一つの滑車４７に略Ｗ字状をなすように掛け渡されている。
【００４５】
このような構成とすれば、右ペダル１７及び左ペダル１８はワイヤ４９によって互いに拘束されるので、停止中や駐輪中などに左右ペダル１８，１７が空転して、予め設定されたクランクアーム１５，１６の回転運動と伸縮動作との規則性が崩れるのを防止することができる。一方、左右ペダル１８，１７のクランク運動に伴い、ワイヤ４９は滑車４５，４６，４７を介してその長手方向に往復移動するので、走行中の左右ペダル１８，１７を踏み込み動作に支障は生じない。
【００４６】
また、ワイヤ４９の両端部と、右ペダル１７及び左ペダル１８の接続部１７ｃ，１８ｃとの間にはスプリング４９ｓが配置されているので、右ペダル１７及び左ペダル１８はワイヤ４９の張力に逆らって若干回転可能である。従って、走行中の踏み込み時に必要となる左右ペダル１８，１７の姿勢変化にも対応することができる。本実施形態では、可撓性を有する張力伝達部材としてワイヤ４９を使用しているが、これに限定するものではないので、例えば、チェーン、線材、紐状体などを使用することもできる。また、滑車４５，４６，４７の位置も限定しないので、図１３で示す位置以外の場所に取り付けることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、軽快車、実用車、スポーツ車などの各種自転車の駆動機構として広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１実施形態である自転車用駆動構造を示す平面図である。
【図２】図１に示す自転車用駆動構造の右側面図である。
【図３】図１に示す自転車用駆動構造の右ペダルの伸縮状態を示す側面図である。
【図４】図３に示す右ペダルの回転軌跡を示す概略図である。
【図５】図１に示す自転車用駆動構造の一部を示す分解断面図である。
【図６】図１に示す自転車用駆動構造において右側のクランクアームが伸展した状態を示す断面図である。
【図７】図６に示すクランクアームが収縮した状態を示す断面図である。
【図８】図５のＡ−Ａ線における断面図である。
【図９】図５のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図１０】図６のＣ−Ｃ線における断面図である。
【図１１】図６に示す初段ギアを軸受け側から見た図である。
【図１２】本発明の第２実施形態である自転車用駆動構造を示す断面図である。
【図１３】本発明の第３実施形態である自転車用駆動構造を使用した自転車の一部省略側面図である。
【図１４】図１３に示す自転車用駆動構造の機能を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０，４０，５０  自転車用駆動構造
１１  ボトムブラケット
１２  クランク軸
１３  チェーンリング
１４  チェーン
１５，１６  クランクアーム
１５ａ，１６ａ  可動アーム
１５ｂ，１６ｂ  固定アーム
１５ｃ，２２  溝部
１５ｄ  凹部
１５ｓ  貫通孔
１５ｔ  係止溝
１５ｘ  基端壁部
１７  右ペダル
１８  左ペダル
１７ａ，１８ａ  ペダル軸
１７ｂ，１８ｂ  回転部
１７ｃ，１８ｃ  接続部
１９  反転機構
１９ａ，２０ａ  カバー
２１  雌ネジ部
２３  ボール
２４  回転ロッド
２４ａ，２４ｂ，３７，３８  終段ギア
２４ｆ  拡径部
２５  回転スライダ
２６  雄ネジ部
２７  突条部
２８  初段ギア
２８ａ  無歯領域
２８ｂ  有歯領域
２９，３０  中段ギア
２９ａ，３０ａ  支軸
２９ｂ，３０ｂ  傘歯部
２９ｓ，３０ｓ  平歯部
３１，３５  軸受け
３２  ナット
４１  サドル
４２  支柱
４３，４８  支軸
４４  支持部材
４５，４６，４７  滑車
４９  ワイヤ
４９ｓ  スプリング
ＢＹ  自転車
Ｑ  ペダルの回転軌跡
Ｒ  進行方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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