(57)【要約】【課題】  重力を動的駆動力に変換し必要駆動力の出力条件を軽減して、肉体的労苦を削減して自転車の走行を楽にするようした自転車用の駆動力伝動機構を提供する。【解決手段】自転車の後輪６１の中心部に配置され、歯車用内歯面２１を有する被駆動部材２０と、該被駆動部材２０の歯車用内歯面２１と噛合い係合し、外周を限定している外歯歯車３１を有する駆動部材３０とを含み、自転車の全重量および全負荷の重力を担持している駆動部材３０が、被駆動部材２０の偏心位置に取り付けられて、オフセット重力相乗伝動車輪構造を形成し、主駆動力供給源として機能し、被駆動部材２０に噛み合い配設された駆動部材３０が前方及び上方へ回転移動することで、外歯歯車３１が被駆動部材２０の歯車用内歯面２１に沿って移動して前方および上方への力を産出すると共に、駆動部材３０に掛かった重力による駆動力が駆動部材３０を歯車用内歯面２１を迅速に下方へ付勢し、被駆動部材２０の駆動部材３０との相乗回転を創造し、これにより重力を動的駆動力へ効果的に変換することで、必要駆動力の出力条件を軽減する構成とした。【選択図】    図５
0003104116.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
自転車の後輪の中心部に配置され、歯車用内歯面を有する被駆動部材と、該被駆動部材の歯車用内歯面と噛合い係合し、外周を限定している外歯歯車を有する駆動部材とを含み、自転車の全重量および全負荷の重力を担持している前記駆動部材が、被駆動部材の偏心位置に配設されて、オフセット重力相乗伝動車輪構造を形成して自転車の主駆動力供給源として機能し、被駆動部材に噛み合い配設された駆動部材が前方及び上方へ回転移動することで、前記外歯歯車が被駆動部材の歯車用内歯面に沿って移動して前方へ且つ上方への力を産出すると共に、駆動部材に掛かった前記重力が歯車用内歯面を迅速に下方へ付勢し、被駆動部材の駆動部材との相対回転を行い、これにより重力を動的駆動力へ効果的に変換することで、必要駆動力の出力条件を軽減し、自転車の走行を楽にするようにしたことを特徴とする自転車用の駆動力伝動機構。
【請求項２】
前記被駆動部材の歯車用内歯面の両側面にそれぞれ大径の段付き環状座が形成され、前記一対の連動部材をそれぞれ保持するようにしたことを特徴とする請求項１記載の自転車の動力伝動機構。
【請求項３】
前記駆動部材にはシャフトが設けてあり、該シャフトの両側端部にそれぞれ雄ねじ部が伸長形成されると共に、フライホイールが配設され、該フライホイールに自転車後輪の上方フォーク部及び下方フォーク部が固着されていることを特徴とする請求項１記載の自転車用の駆動力伝動機構。
【請求項４】
前記一対の連動部材は、被駆動部材の環状座の両側にそれぞれ装着される円盤部を有し、その外周縁面には第１軸受が、また、前記円盤部の中央部分より偏倚した所定位置には、駆動部材のシャフトが挿通される貫通孔を有する第２軸受が形成されると共に、前記第２軸受の中央部を挟んだ他側には、制限ユニットの制限シャフトの両端部が挿通される係合孔及び円盤部同士を連結するための１対の固定用孔が対称的に配置されていることを特徴とする請求項２記載の自転車用の駆動力伝動機構。
【請求項５】
前記制限ユニットの制限シャフトは、前記各連動部材の円盤部に形成した係合孔を介して挿架され、その突出した両端部には軸方向と直行する垂直方向にそれぞれ旋回用孔が貫通形成されており、該各旋回用孔にはそれぞれ減衰ばねを装着した旋回ロッドの一端部が前記後輪の側面上方側からそれぞれ挿通されると共に、前記減衰ばねは旋回ロッドの一端部外表面に形成した雄ねじ部に螺合装着されたナット及び留めナット間に配設されており、前記旋回ロッドの他端部には位置決め用シャフトが取り付けられる中空の連結用チューブが形成してあることを特徴とする請求項４記載の自転車用の駆動力伝動機構。
【請求項６】
制限ユニットの位置決め用シャフトは、自転車の後輪上方フォーク部の上方部に予め設置されていることを特徴とする請求項５記載の自転車の動力伝動機構。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、自転車を走行させるための駆動力伝動機構に関し、更に具体的に言うと、自転車の全重量および全負荷の重力を効果的に動的駆動力に変換し、自転車の必要駆動力の出力条件を軽減して、自転車の走行時に肉体的な労苦を軽減して楽に走行できるようにした自転車用の駆動力伝動機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１は、従来の自転車１０の後輪部分だけを示した要部側面図である。
この従来の自転車１０は、大ギア円板（図示せず）に接続された後輪１１の中心部の一側に設置されたフライホイール１２と、後輪１１に駆動力を伝達するために用いられるチェーンベルト１３とを含む。実際に走行使用する際には、フライホイール１２は後輪１１の回転に同期して回転しなければならいため、これが必然的に自転車の走行に必要な駆動力の出力条件を倍にしてしまい、自転車１０に乗って走行するのに非常に大きな労力が必要となる。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
本考案は、自転車の後輪の中心部に配置され、歯車用内歯面を有する被駆動部材と、該被駆動部材の歯車用内歯面と噛合い係合し、外周を限定している外歯歯車を有する駆動部材とを含み、自転車の全重量および全負荷の重力を担持している駆動部材が、被駆動部材に偏心して位置付けられることで、オフセット重力相乗伝動車輪構造を形成し、主駆動力供給源として機能するようになっている自転車用の駆動力伝動機構を提供することを第１の目的とする。
【０００４】
本考案は、更に、減衰バネを有する制限ユニットが被駆動部材の側面に配置され、これにより、駆動部材の駆動力が減衰された場合に、駆動部材に掛かる重力により被駆動部材の歯車用内歯面に沿って下降すると、制限ユニットの制限シャフトが上昇して減衰バネを圧縮することで衝撃吸収効果を効果的に達成するようにした自転車用の駆動力伝動機構を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本考案の請求項１に係る自転車用の駆動力伝動機構は、自転車の後輪の中心部に配置され、歯車用内歯面を有する被駆動部材と、該被駆動部材の歯車用内歯面と噛合い係合し、外周を限定している外歯歯車を有する駆動部材とを含み、自転車の全重量および全負荷の重力を担持している前記駆動部材が、被駆動部材の偏心位置に配設されて、オフセット重力相乗伝動車輪構造を形成して自転車の主駆動力供給源として機能し、被駆動部材に噛み合い配設された駆動部材が前方及び上方へ回転移動することで、前記外歯歯車が被駆動部材の歯車用内歯面に沿って移動して前方へ且つ上方への力を産出すると共に、駆動部材に掛かった前記重力が歯車用内歯面を迅速に下方へ付勢し、被駆動部材の駆動部材との相対回転を行い、これにより重力を動的駆動力へ効果的に変換することで、必要駆動力の出力条件を軽減し、自転車の走行を楽にするようにしたことを特徴とする。
【０００６】
請求項２の考案は、請求項１記載の自転車の動力伝動機構において、前記被駆動部材の歯車用内歯面の両側面にそれぞれ大径の段付き環状座が形成され、前記一対の連動部材をそれぞれ保持するようにしたことを特徴とする。
【０００７】
請求項３の考案は、請求項１記載の自転車の動力伝動機構において、前記駆動部材にはシャフトが設けてあり、該シャフトの両側端部にそれぞれ雄ねじ部が伸長形成されると共に、フライホイールが配設され、該フライホイールに自転車後輪の上方フォーク部及び下方フォーク部が固着されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項４の考案は、請求項２記載の自転車の動力伝動機構において、前記一対の連動部材は、被駆動部材の環状座の両側にそれぞれ装着される円盤部を有し、その外周縁面には第１軸受が、また、前記円盤部の中央部分より偏倚した所定位置には、駆動部材のシャフトが挿通される貫通孔を有する第２軸受が形成されると共に、前記第２軸受の中央部を挟んだ他側には、制限ユニットの制限シャフトの両端部が挿通される係合孔及び円盤部同士を連結するための１対の固定用孔が対称的に配置されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項５の考案は、請求項４記載の自転車の動力伝動機構において、前記制限ユニットの制限シャフトは、前記各連動部材の円盤部に形成した係合孔４３を介して挿架され、その突出した両端部には軸方向と直行する垂直方向にそれぞれ旋回用孔が貫通形成されており、該各旋回用孔にはそれぞれ減衰ばねを装着した旋回ロッドの一端部が前記後輪の側面上方側からそれぞれ挿通されると共に、前記減衰ばねは旋回ロッドの一端部外表面に形成した雄ねじ部に螺合装着されたナット及び留めナット間に配設されており、前記旋回ロッド５３の他端部には位置決め用シャフトが取り付けられる中空の連結用チューブが形成してあることを特徴とする。
【００１０】
請求項６の考案は、請求項５記載の自転車の動力伝動機構において、制限ユニットの位置決め用シャフトは、自転車の後輪上方フォーク部の上方部に予め設置されていることを特徴とする。
【考案の効果】
【００１１】
本考案は上記の構成を有するため、自転車の全重量および全負荷の重力を担持している駆動部材が、歯車機構において前方及び上方へ回動し、駆動部材に掛かった重力を効果的に動的駆動力に変換して、ペダルによる駆動力に協働して被駆動部材を回転することで、自転車の必要駆動力の出力条件を軽減して、自転車の走行時に肉体的な労苦を軽減して楽に走行することができる。
【００１２】
また、駆動部材と共に移動する制限シャフトが駆動部材の上昇および下降移動時の回動範囲を規制するので、前記駆動部材の重力相乗伝動効果が失われないようにすることができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して本考案の自転車用の駆動力伝動機構の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【実施例】
【００１４】
図２は、本考案にかかる自転車用の駆動力伝動機構の一実施例を示す後輪部の分解斜視図で、図３は、本考案の組立完了した駆動力伝動機構の要部拡大断面図、図４は自転車のフライホイールの内側に配設された駆動力伝動機構を示している部分破断図である。また、図５は、本考案の駆動部材の使用状態を示す概略図、図６は、本考案の駆動部材及び制限ユニットを示す概略図で、それぞれの制限位置まで、駆動部材が上昇して制限ユニットが下降した動作状態を示している。
図２に示すように、本考案の自転車用の駆動力伝動機構は、被駆動部材２０、駆動部材３０、連動部材４０、制限ユニット５０を有する。
【００１５】
前記被駆動部材２０は、中空管の形状をしており、自転車６０の後輪６１の後輪内周面リム６１Ａから伸びる多数本のスポークス６１Ｂによって後輪の中心部に固定されている。さらに内周面には歯車用内歯面２１が形成され、該歯車用内歯面２１の両側面に直径の大きい段差部を設けた環状座が形成されている。
【００１６】
前記駆動部材３０は、外周を環状に限定している外歯歯車３１と、シャフト３２とを有し、該シャフトの両端部には、雄ねじ部３２１が突出した形状となっており、前記被駆動部材２０の全内周面に形成された歯車用内歯面２１に対し偏倚した位置に配設され、歯車用内歯面２１の一定範囲のみに噛み合って上昇，下降するオフセット重力相乗歯車機構を構成する。
【００１７】
前記被駆動部材２０の両側に配設される相似形状をした一対の連動部材４０は、被駆動部材２０の環状座２２の両側に嵌合する円盤部４０ａを有し、その外周縁面には第１軸受４１が、また、前記円盤部４０ａの中央部分より偏心した所定位置には、貫通孔４２を有する第２軸受４２１が形成されている。
【００１８】
また、前記第２軸受４２１の中央部を挟んだ他側には、係合孔４３が対称的に配置されている。更に、前記各連動部材４０の円盤部４０ａにはそれぞれ前記円盤部４０ａ，４０ａ同士を連結するための１対の固定用孔４４がそれぞれ対称的に配置され、これら固定用孔４４にねじ４４１を締め付けることで、２枚の連動部材４０同士を相互結合するようになっている。
【００１９】
前記制限ユニット５０の構成は次のようになっている。
制限シャフト５１は、前記各連動部材４０の円盤部４０ａに形成した係合孔４３に挿入され、その突出した両端部には軸方向と直行する垂直方向にそれぞれ旋回用孔５１１が貫通形成されており、該各旋回用孔５１にはそれぞれ減衰ばね５２を装着した旋回ロッド５３の一端部が前記後輪６１の側面上方側からそれぞれ挿通される。また、前記旋回ロッド５３の一端部外表面には、ナット５３３と留めナット５３４とが螺合装着される雄ねじ部５３２が形成されていて、旋回ロッド５３が旋回用孔５１１に挿通された後に、これにより相互位置合わせがなされて取り付けられる。さらに、前記旋回ロッド５３の他端部には中空の連結用チューブ５３１が設けられており、位置決め用シャフト５４が取り付けられるようになっている。前記位置決め用シャフト５４は、中心部に雌ねじ穴５４２が形成された細径の連結支柱部５４１が両端部に形成されていて、この両端部の連結支柱部５４１が前記連結用チューブ５３１に挿入され、ねじで相互に結合されて、制限ユニット５０の組立てが完了する。
【００２０】
次に、本考案の自転車用の駆動力伝達機構の組立てについて、図３および図４を参照しながら説明する。
まず、被駆動部材２０を自転車６０の後輪６１の後輪内周面リム６１Ａから伸びる多数本のスポークス６１Ｂによって後輪６１の中心部に固定する。次に駆動部材３０を被駆動部材２０の内側表面下側に中心からずらした偏倚位置に設置して、駆動部材３０の外歯歯面３１を歯車用内歯面２１に噛合わせるようにする。さらに、被駆動部材２０を間に挟んで２枚の連動部材４０を両側から設置し、各連動部材４０の円盤部４０ａに形成された第２軸受４２１間の貫通孔４２にシャフト３２に合わせて、連動部材４０の第１軸受４１が被駆動部材２０の環状座２２と互いに係合するまで、連動部材４０を嵌め入れ、２本のねじ４４１を用いてそれぞれ各連動部材４０の固定用穴４４に締め付けて、固定用ナット４４１ａで連動部材４０に固着し、後輪６１と一体化する。
【００２１】
次に、チェーンベルト６２で駆動されるフライホイール６３を駆動部材３０の一側へ配置して、自転車６０の後輪６１上方フォーク部６４と後輪６１の下方フォーク部６５下端に形成された二股の据付け用穴６６に前記駆動部材３０の両側部に形成したシャフト３２を挿入してから、シャフト３２の両端に形成した雄ねじ部３２１に固定用ナット（図示せず）を螺合固着して、駆動部材３０を上、下方フォーク部６４，６５と連結して固定する。
【００２２】
従って、前記駆動部材３０には自転車６０の全重量の負荷の重力が前記上、下方フォーク部６４，６５を介して掛かると共に、被駆動部材２０内において偏倚位置にずらして設けられているので、重力相乗伝動方式の車輪構造が形成されるようになる。
【００２３】
更に、前記制限シャフト５１の両端部をそれぞれ、各連動部材４０の係合穴４３に摺動可能に挿通し、制限シャフト５１の旋回用穴５１１を連動部材４０の外側から外方に飛び出すようにする。そして、減衰ばね５２が各々の旋回用ロッド５３に嵌められ、減衰ロッド５３の上方部に配置されているナット５３３にと当接される。次いで、旋回用ロッド５３を上から下へと移動して制限シャフト５１の旋回用穴５１１に通した後、留めナット５３４を雄ねじ部５３２の下方部に嵌めて適切に固着する。
【００２４】
そして、図５に示すように、位置決め用シャフト５４を後輪上方フォーク部６４の上方部に予めセットして取付けておき、各々の旋回用ロッド５３の連結用チューブ５３１をそれぞれ、位置決め用シャフト５４の両端部に形成された連結用支柱５４１へ係合させ、ぴたりと位置合わせし、雌ねじ穴５４２にねじを締め付けて固定し、本考案の組立てが完了する。
【００２５】
次に図５および図６を参照しながら、本考案の自転車用の駆動力伝動機構の動作を説明する。
大径の歯車円板６７が自転車のペダルによって回転され、チェーンベルト６５が移動すると、それにより後輪６１のフライホイール６３が駆動付勢される。前記駆動部材３０のシャフト３２がこの付勢されたフライホイール６３と同期回転駆動し、駆動部材３０の外歯歯面３１が被駆動部材２０の歯車用内歯面２１に噛み合って移動し、後輪６１を前方に移動すると共に歯車用内歯面２１の上方へと移動する力が発生する。
【００２６】
被駆動部材２０の中心からずれた偏倚位置に駆動部材が配設されたオフセット歯車機構によって、自転車６０の重量及び負荷の重力を担持している駆動部材３０が、自転車のペダル回動に伴うチェーンベルト６５による駆動力との相乗効果により歯車用内歯面２１を前方及び上下方向へ移動する結果、被駆動部材２０の相対回転運動を発生し、これにより重力を効果的に動的駆動力に変換し、自転車の必要駆動力の出力条件を軽減して、楽に自転車を走行することができる。
【００２７】
図６に示すように、駆動部材３０が回転運動中にスピードアップして、駆動力を増大すると、駆動部材３０の外歯歯面３１が歯車機構で前方及び上方へ移動させられ、被駆動部材２０の重力中心点が相対的に前方及び下方へ移動させられ、自動的に後輪６１を回転し、これにより、自転車６０を前方へ移動することができる。
【００２８】
一方、駆動部材３０と共に上方へ持ち上げられた後輪６１の上，下方フォーク部６４，６５は、自転車６０の後輪ブラケットを僅かに持ち上げることになる。その結果、被駆動部材２０の両側方に配置されている制限ユニット５０の制限シャフト５１が旋回用穴５１１を介して旋回ロッド５３に沿って降下してきて，駆動部材３０とは反対の直線運動を産出する。そして、駆動部材３０の回転及び制限シャフト５１によって付勢された連動部材４０の第１軸受４１が被駆動部材２０の環状座に沿って滑らかに回転する。駆動部材３０及び制限シャフト５１が移動して、各々の制限位置まで、駆動部材３０が上昇して制限シャフト５１が下降すると、底部に係合されている制限ナット５３４によって制限シャフト５１が、駆動部材３０の上方移動および重力によるオフセット重力相乗歯車運動を停止して、制限効果を達成し、確実に駆動部材３０が被駆動部材２０の円盤部４０ａ中心線上の反対側へ移動しないようになっている。
【００２９】
前記駆動部材３０への駆動力が停止されたり軽減されると、駆動部材３０の外歯歯車３１が被駆動部材２０の歯車用内歯面２１に沿って下降するようになる。
一方、制限ユニット５０の制限シャフト５１は旋回用穴５１１を介して旋回ロッド５３に沿って上昇して、減衰ばね５２に規制されて、自転車６０の衝撃吸収効果を促進する。
【００３０】
以上のように、本考案の好適な実施例を説明したが、本考案は、上記実施例に限定されることなく、実用新案登録請求の範囲を逸脱しない範囲における各種の変形，改良は本考案の請求範囲に包含されることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】従来の自転車の後輪の駆動力伝達機構の使用状態を示す図。
【図２】本考案の自転車用の駆動力伝動機構の一実施例を示す後輪部の要部分解斜視図。
【図３】本考案の組立完了した駆動力伝動機構の要部拡大部分断面図。
【図４】本考案の自転車のフライホイール内側に配置されている駆動部材を示す図３の側面図。
【図５】本考案の自転車用の駆動力伝動機構の駆動部材の使用状態を示し、駆動部材が被駆動部材の底部に位置している状態を示す側面図。
【図６】本考案の自転車用の駆動力伝動機構の駆動部材及び制限ユニットの使用時の動作関連を示し、それぞれの制限位置まで、駆動部材が上昇して制限ユニットが下降している状態を示す側面図。
【符号の説明】
【００３２】
２０      被駆動部材
２１      歯車用内歯面
２２      環状座
３０      駆動部材
３１      外歯歯車
３２      シャフト
３２１    雄ねじ部
４０      連動部材
４１      第１軸受
４２      貫通孔
４２1     第２軸受
４３      係合孔
５０      制限ユニット
５１      制限シャフト
５１１    旋回用孔
５２      減衰ばね
５３      旋回ロッド
５３１    連結用チューブ
５３２    雄ねじ部
５３３    ナット
５３４    留めナット
５４      位置決め用シャフト
５４１    連結支柱部
５４２    雌ねじ穴
６０      自転車
６１      後輪
【図１】
0003104116.tif 000003
【図２】
0003104116.tif 000004
【図３】
0003104116.tif 000005
【図４】
0003104116.tif 000006
【図５】
0003104116.tif 000007
【図６】
0003104116.tif 000008