(57)【要約】
【課題】　通常の自転車の回転形クランクの代りに、動作の単純な上下動クランクに置き換え、両側クランクそれぞれの上下動の周期を短縮して走行速度の向上を図ると共に、クランク上下動に要する脚力と出力の後車輪駆動力との比率、即ち、駆動効率の向上に資することとする。
【解決手段】　車体１底位のクランク軸受２ａに軸支したクランク軸２ｂ中途にチェンスプロケット３を楔着し、同軸両端付近にワンウェイクラッチ４を嵌装し、両クラッチにクランク２の基端部を嵌着し、同クランク先端部にペダル２ｃを具備し、後車輪５のフリーハブ５ａに設けたリアスプロケット５ｂとチェンスプロケット３との間にチェン６を巻き掛け、同クランク基端部に、ペダル２ｃと逆側に、釣合錘７を凸設し、クランク軸下方へ変位したクランク及びペダルを、前方の高位置へ復元するよう付勢している。
【選択図】　図２
0003100035.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
　車体（１）底位のクランク軸受（２ａ）に軸支したクランク軸（２ｂ）中途にチェンスプロケット（３）を楔着し、両端付近に１対のワンウェイクラッチ（４，４）を嵌装し、両クラッチに、それぞれ、クランク（２，２）の基端部を嵌着し、同先端部にペダル（２ｃ，２ｃ）を具備し、後車輪（５）のフリーハブ（５ａ）に設けたリアスプロケット（５ｂ）とチェンスプロケット（３）との間にチェン（６）を巻き掛けると共に、クランク（２，２）の基端部に、ペダル（２ｃ，２ｃ）の対向側へ、該クランク及びペダル重量と、ほぼ平衡する釣合錘（７，７）を凸設し、クランク軸下方の低位置へ変位したクランク及びペダルを、前方高位置へ復元するよう付勢してなり、クランク及びペダルを、前方高位置より低位置へ回動するとき、ワンウェイクラッチを自動楔止してクランクとクランク軸とを連結し、逆に、低位置より前方高位置へ復元するときワンウェイクラッチの楔止を解除してクランクとクランク軸との連結を解放することを特徴とする上下動クランクを具備する自転車。
【請求項２】
　車体（１）底位のクランク軸受（２ａ）に軸支したクランク軸（２ｂ）中途にチェンスプロケット（３）を楔着し、両端付近に１対のワンウェイクラッチ（４，４）を嵌装し、両クラッチに、それぞれ、クランク（２，２）の基端部を嵌着し、同先端部にペダル（２ｃ，２ｃ）を具備し、後車輪（５）のフリーハブ（５ａ）に設けたリアスプロケット（５ｂ）とチェンスプロケット（３）との間にチェン（６）を巻き掛けると共に、クランク（２，２）の基端部に、ペダル（２ｃ，２ｃ）の対向側へ、バネ繋合片（８ａ，８ａ）を凸設し、車体（１）との間にバネ（８，８）を張架し、クランク軸下方の低位置へ変位したクランク及びペダルを、前方高位置へ復元するよう付勢してなる上下動クランクを具備する自転車。
【考案の詳細な説明】
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】　本考案は、通常の自転車における回転形クランクの代りに、上下に往復回動するクランクにより後輪を駆動する自転車に関するものである。
【背景技術】
【０００２】　従来、通常の自転車は、回転形クランクのペダルを、所謂、踏み足の踏圧力によりクランク軸前方の始点位より下方へ回動する踏み足行程と、続いて、踏み足行程と逆向きの、所謂、引き足行程によりクランクを回転し、クランクの１回転行程中、踏み足行程の、ほぼ９０度の回動角、即ち、１／４回転の間に、脚部伸張によるペダルへの踏圧力により後車輪駆動力が得られ、次に、引き足行程へ移行し、ペダルを下方の終点位付近より踏み足行程始点位へ復帰するとき、ほぼ２７０度の回動角、即ち、３／４回転の間において、脚部は屈曲動作となり、駆動力伝動は殆ど行われず、単にペダルを同始点位へ復帰することとなる。
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】　従来の技術で述べたように、通常の回転クランク形自転車は、片側のペダル１回転において、踏み足行程のペダルの回転角度は、ほぼ１／４回転に相当し、有効な後車輪駆動力が得られるが、引き足行程のペダルの回転角度は、ほぼ３／４回転に相当し、駆動力伝動は殆ど行われず、単に、次の踏み足行程始点位への復元動作となり、両行程において、引き足行程の回転角度の占める割合が大きいことは、ペダルの回転周期を冗長にする要因となっており、また、脚部屈伸動作の全脚力の入力に対する後車輪駆動力の出力の比率、即ち、後車輪駆動効率を低下する要因ともなっている。
【０００４】　そして、回転形クランクにおいては、両側ペダルが必然的に同期回転により対称的に交互に作動するため、利き足と逆側の足との動作に、にそれぞれ最適周期が存在しても無視される。
【０００５】　本考案は、従来の技術におけるこのような問題点に鑑みてなされものであり、その目的とするところは、通常の自転車の回転形クランクの代わりに、動作の単純な上下動クランクに置き換え、両側クランクそれぞれの上下動の周期を短縮して走行速度の向上を図ると共に、クランクの上下動に要する脚力と出力の後車輪駆動力との比率、即ち、駆動効率の向上に資することとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】　上記目的を達成するために、本考案の上下動クランクを具備する自転車は、車体底位のクランク軸受に軸支したクランク軸中途にチェンスプロケットを楔着し、両端付近に１対のワンウェイクラッチを嵌装し、両クラッチに、それぞれ、クランクの基端部を嵌着し、同先端部にペダルを具備し、後車輪のフリーハブに設けたリアスプロケットとチェンスプロケットとの間にチェンを巻き掛けると共に、クランクの基端部には、ペダルの対向側へ、該クランク及びペダル重量とほぼ平衡する釣合錘を凸設し、クランク軸下方の低位置へ変位したクランク及びペダルを、前方の高位置へ復元するよう付勢してなり、クランク及びペダルを、前方高位置より低位置へ回動するとき、ワンウェイクラッチを自動楔止してクランクとクランク軸とを連結し、逆に低位置より前方高位置へ復元するとき同クラッチの楔止を解除してクランクとクランク軸との連結を解放することとしている。
【０００７】　そして、上記クランク及びペダルを、踏み足によりクランク軸の前方を始点として下向きに回動する、所謂、踏み足行程において、ほぼ９０度の回動角度の間に、ワンウェイクラッチを自動楔止してクランクとクランク軸とを連結し、チェンスプロケット、チェン及びリアスプロケットを介して駆動力を後車輪へ伝動すると同時に、釣合錘を上向きに変位してクランク及びペダルの前方始点側への付勢を強化し、続いて、踏み足行程と逆向きの引き足行程に移行し、上記釣合錘の強化された付勢により引き足動作を補助し、クランクを上向に回動し、ワンウェイクラッチの楔止状態を解除し、クランクとクランク軸との連結を解放して後車輪への伝動を遮断すると共に、クランク軸下方の低位置へ変位したクランク及びペダルを、前方高位置の始点位へ回動して復元することとしている。
【０００８】　また、上記釣合錘の代りに、クランクの基端部のペダルの対向側へ、バネ繋合片を凸設し、車体との間にバネを張架し、クランク軸下方の低位置へ変位したクランク及びペダルを、前方高位置の始点位へ復元するよう付勢してもよい。
【考案を実施するための最良の形態】
【０００９】　考案の実施の形態を実施例にもとづき図面を参照して説明すると、図１ないし５において、車体１底位のクランク軸受２ａに軸支したクランク軸２ｂ中途にチェンスプロケット３を楔着し、両端付近に１対のワンウェイクラッチ４，４を嵌装し、両クラッチに、それぞれ、クランク２，２の基端部を嵌着し、同先端部にペダル２ｃ，２ｃを具備し、後車輪５のフリーハブ５ａに設けたリアスプロケット５ｂとチェンスプロケット３との間にチェン６を巻き掛けると共に、クランク２の基端部に、ペダル２ｃ，２ｃの対向側へ、クランク及びペダル重量と、ほぼ平衡する釣合錘７，７を凸設し、クランク軸下方の低位置へ変位したクランク及びペダルを、前方高位置の始点位へ回動して復元するよう付勢してなり、クランク及びペダルを、前方高位置より低位置へ回動するとき、ワンウェイクラッチを自動楔止してクランクとクランク軸とを連結し、逆に低位置より前方高位置へ復元するとき、同クラッチの楔止を解除してクランクとクランク軸との連結を解放することとしている。【００１０】　そして、上記クランク及びペダルの踏み足行程において、クランクの下向き回動により、ワンウェイクラッチを自動楔止してクランクとクランク軸とを連結し、チェンスプロケット、チェン及びリアスプロケットを介して後車輪を駆動すると同時に、釣合錘を上位へ変位して上記付勢を強化し、続いて、踏み足行程と逆向きの、引き足行程に移行し、上記付勢により引き足動作を補助し、クランクを上向きに回動してワンウェイクラッチの楔止状態を解除し、クランクとクランク軸との連結を解放して後車輪への伝動を遮断すると共に、クランク及びペダルを、クランク軸の前方の始点位へ復元することとしており、このとき、踏み足行程及び引き足行程におけるクランク及びペダルの回動角度θは、ほぼ９０度に設定され、通常の自転車の回転形クランクにおける有効な後車輪駆動が得られる回動角度に相当している。【００１１】　また、図６に示す実施例において、上記釣合錘の代わりに、クランク２の基端部に、ペダル２ｃの対向側へ、ベルクランク状にバネ繋合片８ａを凸設し、車体１との間にバネ８を張架し、クランク軸下方の低位置へ変位したクランク及びペダルを、前方高位置の始点位へ回動して復元するよう付勢してもよい。
【考案の効果】
【００１２】　本考案は、上述のとおり構成されているので、次に記載する効果を奏する。
【００１３】　請求項１の上下動クランクを具備する自転車においては、クランク及びペダルを踏み足行程始点より下方へ回動するとき、ワンウェイクラッチを自動楔止状態としてクランクとクランク軸とを連結し、チェン・スプロケットを介して後車輪へ駆動力を伝動すると同時に、釣合錘を上方へ変位し、クランク及びペダルの行程始点側への付勢を強化して復元力を蓄え、次に、同復元力により、上向の引き足動作を補助して引き足行程に移行し、クランクの上向き回動により、ワンウェイクラッチの楔止状態を解除してクランクとクランク軸との連結を解放し、後車輪への伝動を遮断してクランク及びペダルを前方上位の踏み足行程始点へ迅速に復元することができる。
【００１４】　請求項２の上下動クランクを具備する自転車においては、上記と同様に、クランク及びペダルの踏み足行程において後車輪駆動力を得ると同時に、バネを変位し、クランク及びペダルの復元力を強化して蓄え、次に、引き足行程に移行して、同復元力により、引き足動作を補い、クランク及びペダルを踏み足行程始点へ迅速に復帰することができる。
【００１５】　そして、上記クランクペダルの踏み足行程と引き足行程とは、何れも回動角がほぼ９０度であって、両行程の１往復回動角度はほぼ１８０度となり、通常の自転車の回転形クランク１回転角度３６０度に対してほぼ１／２に短縮することができると共に、回転形クランクの動作を、上下動クランクの単純な上下動に置き換えることができる。
【００１６】　また、上記のように、上下動クランクのペダルの上下動行程の周期は回転形クランクの回転周期のほぼ１／２に短縮されるため、ペダル作動速度を向上し、走行速度の向上を図ることができると共に、回転形クランクの引き足行程においては、殆ど後車輪駆動力が得られず、ペダル回転角度は、ほぼ２７０度に及び、脚部の屈曲による脚力を伴うが、上下動クランクの引き足行程のペダル回転角度は、ほぼ９０度であって、回転形クランクの回転角度に比して１／３に短縮され、従って、踏み足及び引き足両行程における脚部屈伸の全脚力の入力と、後車輪駆動力の出力との比率、即ち、駆動効率の向上に資することができる。
【００１７】　そして、通常の自転車の回転形クランクにおいては、必然的に両側ペダルの回転が同期し、必ず対称的に交互に作動するため、利き足と逆側の足との動作の最適周期が存在しても無視されるが、上下動クランクにおいては、両側ペダルの足踏み行程の周期は同調する必要はなく、両側それぞれ任意の周期において律動的且つ独立的に作動することができると共に、両側ペダルの双方の同時作動により、瞬発的に後車輪駆動を加速することも可能であって、また、両側ペダルの踏み足交替の際に、それぞれの移相により、動作を重複すると、双方のワンウェイクラッチが同時楔止状態となり、駆動力の伝動は途切れることなく、円滑な後車輪駆動力が得られる。
【００１８】　そして、本案の上下動クランクの構成要部は、クランク軸両端部のクランク基部にワンウェイクラッチを装着する簡易なものであって、通常の自転車において、回転形クランクの代替部品として、容易に改装することができる。
【００１９】　なお、福祉用具の分野として、歩行機能回復を要する場合、及び、歩行機能の条件が回転形のクランクの回転動作に馴染まない場合において、軽度の脚部の屈伸と体重移動とにより単純な上下往復動作を行なって後車輪駆動力が得られる本案の上下動クランクを具備する自転車を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】上下動クランクを具備する自転車側面の立面図である。
【図２】上下動クランクを具備する自転車の実施例における側面要部の立面図である。
【図３】図２のＡから見る背面要部の立面図である。
【図４】図２要部の底面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂにおける断面図である。
【図６】上下動クランクを具備する自転車の、他の実施例の側面要部立面図である。
【符号の説明】
　　　　　　１　車体
　　　　　　２　クランク
　　　　　２ａ　クランク軸受
　　　　　２ｂ　クランク軸
　　　　　２ｃ　ペダル
　　　　　　３　チェンスプロケット
　　　　　　４　ワンウェイクラッチ
　　　　　　５　後車輪
　　　　　５ａ　フリーハブ
　　　　　５ｂ　リアスプロケット
　　　　　　６　チェン
　　　　　　７　釣合錘
　　　　　　８　バネ
　　　　　８ａ　バネ繋合片
　　　　　　θ　クランクの回動角
【図１】
0003100035.tif 000003
【図２】
0003100035.tif 000004
【図３】
0003100035.tif 000005
【図４】
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【図５】
0003100035.tif 000007
【図６】
0003100035.tif 000008