(57)【要約】【課題】ペダルが漕ぎやすく、ウォーキング感覚で乗ることができる自転車の提供を目的とする。【解決手段】車体の骨組を構成するフレームから左右両側に配設した一対の上下動リンクと、後輪を駆動するための駆動部とを備え、前記一対の上下動リンクは前端側をフレーム側に軸着し、後端側をペダルに連結してあり、前記駆動部は左右方向の駆動軸の両側に１８０°対称に配置したクランクアームを有し、左右一対のペダルを交互に上下方向に揺動するように踏み込む力を上下動リンクを介してクランクアームに伝達するものであり、前記左右のペダルは上下動リンクの上下方向の回動に対して略水平に保持する機構を有することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の骨組を構成するフレームから左右両側に配設した一対の上下動リンクと、後輪を駆動するための駆動部とを備え、
前記一対の上下動リンクは前端側をフレーム側に軸着し、後端側をペダルに連結してあり、
前記駆動部は左右方向の駆動軸の両側に１８０°対称に配置したクランクアームを有し、
左右一対のペダルを交互に上下方向に揺動するように踏み込む力を上下動リンクを介してクランクアームに伝達するものであり、
前記左右のペダルは上下動リンクの上下方向の回動に対して略水平に保持する機構を有することを特徴とする自転車。
【請求項２】
前記ペダルを略水平に保持する機構はペダルから立設したペダル支持リンクと、当該ペダル支持リンクの途中に前記上下動リンクの後端側を軸着し、当該ペダル支持リンクの上端側を水平保持リンク一端に軸着し、当該水平保持リンクの他端側をフレームに軸着したリンク機構であることを特徴とする請求項１記載の自転車。
【請求項３】
前記水平保持リンクは伸長方向に付勢してあるとともに伸縮自在になっていて、ペダルが上方に回動及び折り畳み可能になっていることを特徴とする請求項２記載の自転車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自転車に関し、特にペダルを上下方向に揺動させた駆動力の伝達機構に係る。
【背景技術】
【０００２】
従来の一般的な自転車は乗員がサドルに腰掛け、左右の脚でクランクアームの自由端に直接的に取り付けた左右のペダルを漕ぐものである。
このようにクランクアームの自由端にペダルを直接的に取り付けた構造ではペダルが大きく円を描くように漕ぐ必要があり、左右の膝を交互に大きく屈伸させる必要があった。
特許文献１は左右のペダルを上下方向に交互に揺動させることで立ち漕ぎできる自転車を開示する。
しかし、同公報に開示する自転車は、ペダルの前方に延在させたアームの先端側をフレームに軸着してあるために、ペダルが上昇した状態ではこのペダルの後端が斜め上方に向いた状態になり、ペダルの上面が前方に傾斜した状態になるためにウォーキング感覚でペダルを踏み込むことができるものではなかった。
また、特許文献２はＴ字形状のペダルをペダルアームの自由端側にペダル回転軸を介して回動自在に連結した構造を開示するが、ペダルを水平に保持するのは漕ぐ人の左右の脚の裏の感覚によるものであり、安定性に欠けるとともにチェーンによる伝達機構が複雑であり、実用的ではなかった。【０００３】
【特許文献１】日本国実用新案登録第３１４４２２３号公報
【特許文献２】日本国特開２０１０−２６０４５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明はペダルが漕ぎやすく、ウォーキング感覚で乗ることができる自転車の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る自転車は、車体の骨組を構成するフレームから左右両側に配設した一対の上下動リンクと、後輪を駆動するための駆動部とを備え、前記一対の上下動リンクは前端側をフレーム側に軸着し、後端側をペダルに連結してあり、前記駆動部は左右方向の駆動軸の両側に１８０°対称に配置したクランクアームを有し、左右一対のペダルを交互に上下方向に揺動するように踏み込む力を上下動リンクを介してクランクアームに伝達するものであり、前記左右のペダルは上下動リンクの上下方向の回動に対して略水平に保持する機構を有することを特徴とする。【０００６】
本発明において自転車の車体の骨組を構成するフレームは、前輪と後輪を支持するためのフレームをいい、前輪及び後輪が１つずつの自転車でもよいが、乗り降り容易でウォーキング感覚で立ち漕ぎできる点において前輪が１つで後輪が２つからなる３輪タイプの自転車に適用するのが好ましい。【０００７】
従来の一般的な自転車においては、クランクアームの自由端側に取り付けたペダルを左右の脚で交互に漕ぐものであったのに対して、本発明に係る自転車は前後方向に延びるアーム状の左右一対の上下動リンクの前端部をフレーム側に軸着し、当該上下動リンクの後端側にペダルを取り付けることで左右の上下動リンクを交互に上下方向に揺動させる。
自転車の駆動部にはクランク機構を設け、左右のクランク自由端を上記の上下方向に揺動する上下動リンクの下方への押圧力にて左右交互に押圧し、駆動軸を回転させるものである。
従って、上下動リンクの下方への押圧力が駆動部のクランクアームにより回転力に変換されるので、左右一対のペダルを交互に上下方向に揺動させるように左右の脚で踏み込むだけで自転車が前進する。
この場合に上下動リンクは前端の軸着部を回動中心にして後端側が円弧を描くように回動するが、本発明ではペダルの上面が常に略水平状態になるようにペダルの水平保持機構を設けた点に特徴がある。
ここで、ペダルを略水平に保持する機構はペダルから立設したペダル支持リンクと、当該ペダル支持リンクの途中に前記上下動リンクの後端側を軸着し、当該ペダル支持リンクの上端側を水平保持リンク一端に軸着し、当該水平保持リンクの他端側をフレームに軸着したリンク機構が例として挙げられる。
このようなリンク機構にすると、ペダル支持リンクがハンドル軸側に移動するように上下動リンクと水平保持リンクを折り畳むことができ、また水平保持リンクは伸長方向に付勢してあるとともに伸縮自在になっていて、ペダルが上方に回動及び折り畳み可能にすることもできる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る自転車にあっては、ペダルの上下方向の揺動の際にペダルの上面が略水平に維持されているので、ウォーキング感覚にて自転車を漕ぐことができる。
また、ペダルの水平保持機構としてリンク機構を採用すると、ペダルを折り畳むことも可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る自転車の実施例１の構造を模式的に示す。
【図２】自転車の側面視を示す。
【図３】自転車の駆動部の説明図を示す。（ａ）と（ｂ）とはペダルを交互に踏み込む状態の変化を示す。
【図４】後輪の回転機構の説明図を示す。
【図５】（ａ），（ｂ）は自転車の側面視で手前側のペダルの動きを示し、（ｃ），（ｄ）は奥側のペダルの動きを示す。
【図６】（ａ），（ｂ）は自転車の側面視で手前側のペダルの動きを示し、（ｃ），（ｄ）は奥側のペダルの動きを示す。
【図７】（ａ）〜（ｃ）はペダルの折り畳み手順の説明を示す。
【図８】実施例２に係る自転車の斜視図を示す。
【図９】実施例２に係る自転車の側面図を示す。
【図１０】上下動リンクの補助機構を示す。
【図１１】上下動リンク及び水平保持リンクを上方に折り畳み、ペダルをハンドル軸側に移動させた状態を示す。
【符号の説明】
【００１０】
１０        自転車
１１        フレーム体
１２        ハンドル軸
１３        ハンドル
１４        前輪
１５        後輪
１６        左ペダル
１７        右ペダル
２１        ペダル支持リンク
２２        支持フレーム
２３        上下動リンク
２４        水平保持リンク
２４ａ      弾性部材
３０        駆動部
３１        左クランク
３１ａ      クランクアーム
３１ｂ      クランクロッド
３２        右クランク
３３        駆動スプロケット
３４        伝達スプロケット
３６        駆動伝達チェーン
３７        後輪伝達スプロケット
３８        従動スプロケット
３９        後輪伝達チェーン
４０        後輪スプロケット
４１        補助動力
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明に係る自転車１０の実施例を図面に基づいて以下説明するが、本実施例に限定されない。
自転車は前輪及び後輪が１つずつの二輪タイプの自転車にも本発明の構造が適用できる。
図１に示した実施例１は後輪が２つある三輪車タイプの例である。
自転車１０は、平面視で略Ｕ字形状のフレーム体１１の前部に駆動部３０を備えるとともに立設した支持フレーム２２を介してハンドル軸１２及びハンドル１３を有する。
ハンドル軸１２は支持フレーム２２に連結した支持筒１２ａに挿入支持させた例になっているが、ハンドル軸１２の取付構造に制限はなくハンドル軸１２の下端側に前輪１４を軸着してある。
なお、ブレーキワイヤー等は図示を省略した。
フレーム体の内側に左右一対の左ペダル１６及び右ペダル１７を配置し、左右のペダルの上に両足を載せて立ち漕ぎする。
図１では構造が分かりやすいように駆動部やチェーン等の伝達機構に設けたカバー類を取り外してある。【００１２】
まず、ペダルの踏み込み機構について説明する。
左ペダル１６と右ペダル１７とは上下方向に交互に揺動するようになっているが、リンク機構は共通するので同一符号を付した。
図１及び図２に示すようにペダルの前側上面から側面視で略Ｌ字形状にペダル支持リンク２１を立設してある。
ペダル支持リンク２１のペダル側根元２１ｃと上端側２１ｂとの間の途中に上下動リンク２３の後端側を軸着部２１ａで軸着し、この上下動リンク２３の前端側を支持フレーム２２に軸着部２２ａで軸着してある。
また、ペダル支持リンク２１の上端側は水平保持リンク２３の後端側と軸着部２１ｂで軸着し、この水平保持リンク２４の前端側は筒状部を有するブラケット２４ｂを介して支持フレーム２２の軸着部２２ｂにて軸着してある。
これにより、水平保持リンク２４の前端側はブラケット２４ｂの筒状部に挿通され、前後方向にスライド自在になっている。
水平保持リンク２４の前端はブラケット２４ｂから抜け落ちないように抜け止めヘッド部２４ｃを有し、スプリング等の弾性部材２４ａにて水平保持リンク２４が後方に向けて付勢されている。
従って、軸着部２２ｂと２１ｂとの間隔としては水平保持リンク２４が伸縮自在になっている。【００１３】
駆動部３０は図３に示すように、左右方向に配設したクランク軸の両側が１８０°対称に配置したクランクアーム３１ａ，３２ａと、クランクアームの自由端から水平方向に配置したクランクロッド３１ｂ，３２ｂとからなるクランク機構になっている。
説明の便宜上、左ペダル１６側を左クランク３１、右ペダル１７側を右クランク３２と以下表現する。
図３，図５及び図６に示すように、例えば左ペダル１６が上昇端の位置から下方に向けて踏み込むと、上下動リンク２３の下面にて上方に位置していた左クランク３１のクランクロッド３１ｂを下に向けて押圧する。
この時には図３（ａ）及び図５（ｃ）に示すように、、右クランク３２のクランクロッド３２ｂは下降端に位置している。
上下動リンク２３は前端側の軸着部２２ａを回動中心にしてペダル側が回動するので、図５（ｂ）に示すように左クランク３１は後方時計回りに回転する。
さらに回転すると、図６（ａ）に示すように左クランク３１のクランクロット３１ｂが下降端に位置する。
このときは右クランク３２が図６（ｃ）に示すように上昇端に位置している。
従って、今度は右ペダル１７を踏み込むと図６（ｃ），（ｄ）に示すように右クランク３２のクランクロット３２ｂが下に向けて押圧される。
この繰り返しにより、上下動リンク２３の上下方向の揺動が駆動部３０のクランク機構により回転力に変換される。
この際にペダルから立設したペダル支持クランク２１の上端と支持フレーム２２との間を水平保持リンク２４で連節したリンク構造を採用したことにより、上下動リンク２３の回動運動に対して左右のペダル１６，１７の上面が略水平に保持される。
特に本実施例では水平保持リンク２４の前端側をブラケット２４ｂを介してスライド自在に支持するとともに、伸長方向に弾性部材２４ａで付勢したので水平保持リンク２４は連節長さが伸縮可能になっている。
これにより、左右のペダル１６，１７の踏み込みに伴う変動を吸収しながらペダルを水平に保持することができるので、ペダルの踏み込み動作が滑らかになる。
また、このようなリンク機構を利用することにより、図７に示すようにペダルを上方に回動し、折り畳むこともできる。
図７（ａ）は例として左ペダル１６を上方に持ち上げた状態を示し、このときは水平保持リンク２４は弾性部材２４ａの付勢力に対抗して前方に向けて移動するので、支持フレーム２２とペダル支持リンク２１の上端との間隔が縮まるのを許容する。
次に図７（ｂ）のように水平保持リンク２４が上下動リンク２３とクロスするように折り畳まれる。
本実施例ではさらに上下動リンク２３の前端側にスライドブラケット５１を取り付け、このスライドブラケット５１に前後方向の長孔５１ａを設けるとともに、プッシャー５０の上端をこの長孔５１ａに沿ってスライド可能に連結させた。
これにより図７（ｃ）に示すようにプッシャー５０のロッド５０ａを伸長させることでペダルをさらに前方側に折り畳むことができる。【００１４】
駆動部３０のクランクによる回転力は、クランク軸に固定連結した駆動スプロケット３３から図２に示すように伝達スプロケット３４に駆動伝達チェーン３６等を介して伝達される。
なお、必要に応じて駆動伝達チェーン３６の張力を調整するための調整スプロケット３５を設けてもよい。
伝達スプロケット３４の回転力は、図３，４に示すように伝達シャフト３７ａを介して後輪伝達スプロケット３７に伝達される。
この場合に上下動リンク２３の後端側を上下に回動させたので、後輪伝達スプロケット３７は矢印に示すように後方時計回りに回転することになるので、そのまま後輪側にチェーン等で伝達すると後輪が前進方向とは逆回転になってしまう。
そこで、図４に示すように後輪伝達スプロケット３７と従動スプロケット３８との間を後輪伝達チェーン３９を張設しつつ、チェーンの上側の側部に後輪スプロケット４０を噛み合せた。
これにより、後輪の軸支側で簡単に自転車が前進する方向に逆回転させることができる。
また、本発明に係る自転車の駆動部３０には図１に示すように、電動モーター等のアシスト用の補助動力４１を連結してもよい。【００１５】
図８〜図１１に実施例２に係る自転車の例を示す。
実施例１と共通する部位は、同じ符号を用いた。
本実施例は、駆動部から伝達スプロケット３４の間に変速ギヤ機構３４ａを設けたものである。
また、ペダルをハンドル軸側に移動させることで、自転車を手押し歩行できるようにしたものである。
なお、図８，９はチェーンのカバー類を取り外した状態にしてある。
この補助機構は、その構造を図１０にて説明する。
図１０は、主にフレームとリンク機構のみを表してある。
側面視で略Ｌ字形状、平面視で略三角形状の支持フレーム２２の下部から電動アクチュエータ６０を立設し、そのピストン部６１と、水平補助フレーム２２ｃの内側に配設した補助駆動軸２２ｂとを第１リンク６３，第２リンク６４で略Ｖ字状にリンク連節してある。
また、ピストン部６１の上端部は、サブリンク６５で支持フレーム２２の上部とリンク連節してある。
補助駆動軸２２ｂには、左右一対の跳ね上げブラケット６６，６６を固定連結してある。
これにより、電動アクチュエータ６０を作動し、ピストン部６１がサブリンク６５に支持されながら上昇すると、第２リンク６４も上昇する。
これにより、図１０では第１リンク６３が時計廻りに回動し、補助駆動軸に固定された跳ね上げブラケット６６が時計廻りに回動する。
この跳ね上げブラケット６６は、上下動リンク２３を下側からプッシュし、図１１に示すように上下動リンク２３及び水平保持リンク２４をハンドル軸１２側に折り畳むのをアシストする。
なお、補助駆動軸２２ｂは、ニードルベアリングを介して上下動リンク２３の前端部と連結されているので、上下動リンク２３の回動はフリーとなっている。
図１１のようにペダルをハンドル軸１２側に移動収納させることにより、フレーム体１１の間に足を入れ、ハンドルを持って歩行移動できる。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
本発明は、ウォーキング感覚で乗る自転車として移動手段のみならず、レジャー用，スポーツ用等、広く展開できる。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成28年2月17日(2016.2.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の骨組を構成するフレームから左右両側に配設した一対の上下動リンクと、後輪を駆動するための駆動部とを備え、
前記一対の上下動リンクは前端側をフレーム側に軸着し、後端側をペダルに連結してあり、
前記駆動部は左右方向の駆動軸の両側に１８０°対称に配置したクランクアームを有し、
前記クランクアームは自由端側から水平方向に配置したクランクロッドを有し、
左右一対のペダルを交互に上下方向に揺動するように踏み込む力を上下動リンクの下面に位置させた前記クランクロッドを介してクランクアームに伝達するものであり、
前記左右のペダルは上下動リンクの上下方向の回動に対して略水平に保持する機構を有することを特徴とする自転車。
【請求項２】
前記ペダルを略水平に保持する機構はペダルから立設したペダル支持リンクと、当該ペダル支持リンクの途中に前記上下動リンクの後端側を軸着し、当該ペダル支持リンクの上端側を水平保持リンク一端に軸着し、当該水平保持リンクの他端側をフレームに軸着したリンク機構であることを特徴とする請求項１記載の自転車。
【請求項３】
前記水平保持リンクは伸長方向に付勢してあるとともに伸縮自在になっていて、ペダルが上方に回動及び折り畳み可能になっていることを特徴とする請求項２記載の自転車。
【国際調査報告】
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