(57)【要約】【課題】後輪を二輪として三輪又は四輪を有する自転車の走行の補助を、簡素な構造をもって、適切に実現しうる機構を提供する。【解決手段】走行補助機構は、モーター１５と、第一ギヤ１６と、コイルスプリング１７と、第二ギヤ１８と、第二ギヤ１８の回転を解除可能に阻止するストッパ手段１９と、リミットスイッチ２０とを備えている。第一ギヤ１６はモーター１５の駆動により一方向のみに回転される。コイルスプリング１７はストッパ手段１９により第二ギヤ１８の回転が阻止された状態における第一ギヤ１６の回転によりスプリング径を変える弾性変形を蒙る。コイルスプリング１７のスプリング径が所定径に達した巻き終わり状態においてリミットスイッチ２０が開成されてモーター１５の駆動が停止され、この状態から第二ギヤ１８の回転阻止を解除するとコイルスプリング１７の弾性復帰力が自転車を前進させる向きの力として主走行機構に伝達される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
後輪を二輪として三輪又は四輪を有する自転車であって、ペダルの踏み込み操作により後輪を駆動させる主走行機構と、走行補助機構とを備えており、
走行補助機構は、
モーター及びその電源と、
第一ギヤと、
コイルスプリングと、
第二ギヤと、
第二ギヤの回転を解除可能に阻止するストッパ手段と、
モーターの駆動回路の一部をなすリミットスイッチとを備えており、
第一ギヤはモーターの駆動により一方向のみに回転される構成となっており、
コイルスプリングは第一ギヤ側にスプリング一端を固定され、かつ、第二ギヤ側にスプリング他端を固定されており、ストッパ手段により第二ギヤの回転が阻止された状態における第一ギヤの回転によりスプリング径を変える弾性変形を蒙るようになっており、
コイルスプリングのスプリング径が所定径に達した巻き終わり状態においてリミットスイッチが開成されてモーターの駆動が停止されるようになっており、
前記巻き終わり状態からストッパ手段による第二ギヤの回転阻止を解除することによりコイルスプリングの弾性復帰力が自転車を前進させる向きの力として主走行機構に伝達されるようになっていることを特徴とする自転車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、後輪を二輪として三輪又は四輪を有する自転車の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
後輪を二輪とした三輪自転車や、さらに前輪を二輪とした四輪自転車は、高齢者や非健常者においても利用し易い自転車としてその普及が進んでいる。ただ、この種の自転車は二輪自転車よりも路面との接触箇所が多く、また、後輪側に荷物を積むケースが多いため、発進時や勾配を昇るときに自転車の前進を補助（アシスト）できるようにすることが望まれるところである。こうした補助機構としては、電動アシスト自転車のように、モーターの駆動力により直接自転車の前進を補助するものがあるが、これはペダルの踏む力や回転数などをセンサーで検出し状況に応じて前記モーターにより自転車の前進を補助するものであるため、構造の簡素化には限界があり、したがって低廉に供給しがたいものであり、また、乗り方によっては自転車の急発進を生じさせてしまうものであった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この発明が解決しようとする主たる問題点は、この種の後輪を二輪として三輪又は四輪を有する自転車の走行の補助を、簡素な構造をもって、適切に実現しうる機構を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記課題を達成するために、この発明にあっては、自転車を以下の（１）〜（６）の構成を備えたものとした。
（１）後輪を二輪として三輪又は四輪を有する自転車であって、ペダルの踏み込み操作により後輪を駆動させる主走行機構と、走行補助機構とを備えており、
（２）走行補助機構は、
モーター及びその電源と、
第一ギヤと、
コイルスプリングと、
第二ギヤと、
第二ギヤの回転を解除可能に阻止するストッパ手段と、
モーターの駆動回路の一部をなすリミットスイッチとを備えており、
（３）第一ギヤはモーターの駆動により一方向のみに回転される構成となっており、
（４）コイルスプリングは第一ギヤ側にスプリング一端を固定され、かつ、第二ギヤ側にスプリング他端を固定されており、ストッパ手段により第二ギヤの回転が阻止された状態における第一ギヤの回転によりスプリング径を変える弾性変形を蒙るようになっており、
（５）コイルスプリングのスプリング径が所定径に達した巻き終わり状態においてリミットスイッチが開成されてモーターの駆動が停止されるようになっており、
（６）前記巻き終わり状態からストッパ手段による第二ギヤの回転阻止を解除することによりコイルスプリングの弾性復帰力が自転車を前進させる向きの力として主走行機構に伝達されるようになっている。
【０００５】
前記コイルスプリングの巻き終わり状態からストッパ手段による第二ギヤの回転阻止を解除するとコイルスプリングの弾性復帰力が自転車を前進させる向きの力として主走行機構に伝達される。コイルスプリングのスプリング径が前記所定径以上に復帰してリミットスイッチが閉成されると、モーターの駆動が再開され、再び前記巻き終わり状態への復帰がなされる。
【発明の効果】
【０００６】
この発明にかかる自転車によれば、後輪を二輪として三輪又は四輪を有する自転車の走行の補助を、モーターにより弾性変形されたコイルスプリングを必要なときに弾性復帰させることで実現させることから、構造的に簡素であり、また、必要なときに限り必要かつ十分な走行の補助を自転車の挙動を突飛なものにすることなくなすことができる。したがってまた、かかる機構を備えたこの種自転車を低廉に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は自転車の全体構成を示した斜視図である。
【図２】図２は自転車のフレームの後部側の構成を平面視の状態で表している。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図１及び図２に基づいて、この発明の典型的な実施の形態について説明する。この実施の形態にかかる自転車は、後輪７を二輪として三輪を有する。すなわち、いわゆる三輪自転車である。図中符号１は前輪、符号２はハンドル、符号３はフレーム、符号４はシートである。シート４直下のフレーム３の中央部にはギヤクランク５及びペダル６が設けられている。フレーム３の後部は、前後枠構成体３ｂ、３ｃと左右枠構成体３ｄ、３ｅとからなる枠部３ａとなっている。この枠部３ａを挟んだ両側にそれぞれ後輪７が配されている。図中符号８で示されるのは、枠部３ａの上方に設けられた荷台である。
【０００９】
かかる自転車は、前記ペダル６の踏み込み操作により後輪７を駆動させる主走行機構と、走行補助機構とを備えている。
【００１０】
主走行機構は、前記ギヤクランク５の回転力を後輪７に伝達する機構である。図示の例では、かかる回転力は図２の左側に配される後輪７に主走行機構を介して伝達され、図２の右側に配される後輪７は単純に枠部３ａにハブ７ａを支持されている。枠部３ａの略中央には、前後枠構成体３ｂ、３ｃ間に支持部材３ｆが架設されている。この支持部材３ｆと左枠構成体３ｄとの間に主軸９が軸支されている。図示の例では、かかる主走行機構は、この主軸９の右端に設けられたスプロケット１０とギヤクランク５との間にチェーン１１を張設させると共に、前記枠部３ａの左外側においてこの主軸９の左端に設けられたスプロケット１２と左側の後輪７のハブ７ａと一体に備えられたスプロケット１３との間にチェーン１４を張設させることで、構成されている。
【００１１】
一方、走行補助機構は、図示の例では前記枠部３ａ内に納められて自転車の後部に備えられている。
かかる走行補助機構は、
（１）モーター１５及びその電源と、
（２）第一ギヤ１６と、
（３）コイルスプリング１７と、
（４）第二ギヤ１８と、
（５）第二ギヤ１８の回転を解除可能に阻止するストッパ手段１９と、
（６）モーター１５の駆動回路の一部をなすリミットスイッチ２０とを備えている。
【００１２】
かかるモーター１５の駆動回路の全体は図示していない。前記ハンドル２にはこの駆動回路の一部を構成するメインスイッチ２１が設けられている。また、ハンドルの左側のにぎりの近傍にはブレーキレバー２ａの他に前記ストッパ手段１９による第二ギヤ１８の回転の阻止を解除する解除レバー２２が設けられている。この解除レバー２２とストッパ手段１９を構成する後述の係合爪１９ａとは図示しないワイヤで接続されており、解除レバー２２を操作すると後述の第二ギヤ１８の外輪と係合爪１９ａとの係合が解かれるようになっている。また、前記駆動回路の一部には解除レバー２２のかかる操作により開成される図示しないスイッチが含まれている。これにより図示の例では、メインスイッチ２１と、リミットスイッチ２０と、図示しないかかるスイッチがいずれも閉成されていない限り、前記モーター１５は駆動されないようになっている。
【００１３】
図示の例では、かかるモーター１５は前記主軸９の後方において後枠構成体３ｃに支持されている。電源としては図示しない蓄電池を用いることが予定され、この蓄電池も枠部３ａに搭載される。
【００１４】
図示の例では、第一ギヤ１６は主軸９の右端側においてその外側に配され、回転中心を主軸９の中心と一致させるが、主軸９とは無関係に回転されるようになっている。また、この第一ギヤ１６はモーター１５の駆動により一方向のみに回転される構成となっている。図示の例では、モーター１５の出力軸に設けられた出力側スプロケット２３と第一ギヤ１６と一体になった入力側スプロケット２４との間に張設されたチェーン２５を介してモーター１５が駆動されると第一ギヤ１６が回転されるようになっている。図示の例では、かかる第一ギヤ１６をラチェットギヤとして前記一方向にのみ回転するように構成している。図中符号２６はこのラチェットギヤに対するラチェット爪である。
【００１５】
一方、第二ギヤ１８は、枠部３ａの内方において、主軸９の左端側に備えられている。第二ギヤ１８はフリーホイールとなっており、その内輪（中子）を主軸９に固着させている。図示の例では、前枠構成体３ｂに前記ストッパ手段１９となる係合爪１９ａが備えられている。この係合爪１９ａは第二ギヤ１８の外輪（フリーギヤ）に係合する位置に常時付勢されており、前記解除レバー２２を操作しない限り第二ギヤ１８の外輪の回転を阻止するようになっている。なお、かかるストッパ手段１９は、第二ギヤ１８の回転を解除可能に阻止し得るものであれば良く、したがってその具体的な構造は図示のものに限定されない。
【００１６】
また、前記コイルスプリング１７は、第一ギヤ１６側にスプリング一端１７ａを固定され、かつ、第二ギヤ１８側にスプリング他端１７ｂを固定されており、前記ストッパ手段１９により第二ギヤ１８の回転が阻止された状態における第一ギヤ１６の回転により図示の例ではスプリング径を細める向きに弾性変形されるようになっている。図示の例では、かかるコイルスプリング１７は前記主軸９を内側に通すようにして第一ギヤ１６と第二ギヤ１８との間に配されている。図示の例では、かかるコイルスプリング１７のスプリング他端１７ｂは第二ギヤ１８の外輪に固着されている。
【００１７】
また、前記リミットスイッチ２０は、コイルスプリング１７のスプリング径が所定径に達した巻き終わり状態において開成されてモーター１５の駆動を停止するようになっている。図示の例では、かかるリミットスイッチ２０は前記枠部３ａの内側において左枠構成体３ｄに支持されていると共に、コイルスプリング１７の外周部に接する可動片２０ａを備えている。この可動片２０ａはコイルスプリング１７の外周部の移動に追随して移動するようになっており、所定位置に可動片２０ａが移動するとリミットスイッチ２０が開成（OFF）となるように構成されている。なお、かかるリミットスイッチ２０は、コイルスプリング１７のスプリング径が所定径に達した巻き終わり状態において開成される構成のものであれば良く、したがってその具体的な構造は図示のものに限定されない。
【００１８】
そして、この実施の形態にかかる自転車にあっては、前記コイルスプリング１７の巻き終わり状態からストッパ手段１９による第二ギヤ１８の回転阻止を解除することによりコイルスプリング１７の弾性復帰力が自転車を前進させる向きの力として主走行機構に伝達されるようになっている。図示の例では、前記主軸９と第二ギヤ１８の内輪は一体になっているが、外輪はこの外輪が図２における矢印ｘ方向に回転する場合に限り内輪と接続されるようになつている。したがって、外輪の回転が前記ストッパ手段１９により阻止された状態では主軸９の回転を外輪が妨げることはない。第二ギヤ１８の外輪の回転を阻止させた状態において、前記メインスイッチ２１を閉成（ON）してモーター１５を駆動させると図２における矢印ｘ方向に第一ギヤ１６が回転され、コイルスプリング１７が絞られる。コイルスプリング１７のスプリング径が所定径に達するとリミットスイッチ２０が開成してモーター１５の駆動は停止される。（待機状態）この待機状態から前記解除レバー２２を操作してストッパ手段１９による第二ギヤ１８の回転阻止を解除するとコイルスプリング１７の弾性復帰により第二ギヤ１８の外輪は図２における矢印ｘ方向への回転されこのとき外輪と内輪とは接続されるので主軸９は自転車を前進させる向きに回転される。これにより自転車の走行が補助（アシスト）される。前記解除レバー２２の操作を止めると共に、コイルスプリング１７のスプリング径が前記所定径以上に復帰してリミットスイッチ２０が閉成されると、ストッパ手段１９による第二ギヤ１８の回転阻止をした状態でモーター１５の駆動が再開され、再び前記待機状態が作り出される。
【００１９】
この実施の形態にかかる自転車によれば、かかる走行補助機構によって、後輪７を二輪とする自転車の主走行機構による走行を補助させることができる。かかる走行補助機構は、コイルスプリング１７の弾性復帰力を利用して自転車を前進させることから、これにより自転車の挙動を突飛なものにしてしまうことはない。かかる走行補助機構は、構造的にも簡素であり、これを備えた自転車を大型化させることはなく、また、自転車の軽量化の要請に反することもなく、さらにはこうした走行補助機能を備えた自転車の低廉供給にも資する。
【符号の説明】
【００２０】
７  後輪
１５  モータ
１６  第一ギヤ
１７  コイルスプリング
１８  第二ギヤ
１９  ストッパ手段
２０  リミットスイッチ
【図１】
2011037397.tif 000003
【図２】
2011037397.tif 000004