(57)【要約】【課題】人間工学的に自然な運動により自転車に動力を導入でき、部材に過大な荷重が加わらない動力導入機構を提供する。【解決手段】車輪に動力を伝達する回転体１、１を車体の左右に振り分けて一対設けると共に、各回転体の偏心位置に複数個設けた動力導入部３に対し一方向に対してのみ係合することにより各回転体に動力を導入するクランク１０、１０を設け、これらのクランクは互いに逆方向に揺動するよう連動されると共に、一端に搭乗者が踏み下ろすためのペダル１２を設け、クランクからの動力を回転板の偏心位置に配される複数個の動力導入部３と係合爪の係合１１により導入する。【選択図】　　　図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
車輪に動力を伝達する回転体を車体の左右に振り分けて一対設けると共に、各回転体の偏心位置に複数個設けた動力導入部に対し一方向に対してのみ係合することにより各回転体に動力を導入するクランクを設け、これらのクランクは互いに逆方向に揺動するよう連動されると共に、一端に搭乗者が踏み下ろすためのペダルが設けられる自転車の動力導入機構において、回転板に対してクランクを遊転自在に同軸に配すると共に、回転体の偏心位置には表面を斜面に構成した楔状の動力導入部を斜面下降端を支点として突出方向に付勢した状態で回転板の板面方向に対して起伏自在に複数個配し、クランクの一方向への揺動時にクランクの偏心位置に配した複数個の係合爪の側端部が突出した各動力導入部の一端に係合すると共に、他方向への揺動時には係合爪の裏面が動力導入部の斜面を没入方向に押圧しながら摺動するようにしたことを特徴とする自転車の動力導入機構。
【請求項２】
車輪に動力を伝達する回転体を車体の左右に振り分けて一対設けると共に、各回転体の偏心位置に複数個設けた動力導入部に対し一方向に対してのみ係合することにより各回転体に動力を導入するクランクを設け、これらのクランクは互いに逆方向に揺動するよう連動されると共に、一端に搭乗者が踏み下ろすためのペダルが設けられる自転車の動力導入機構において、回転板に対してクランクを遊転自在に同軸に配すると共に、クランクの偏心位置には突出方向に付勢した状態で係合爪をクランクの直径方向に対し進退自在に複数個配し、クランクの一方向への揺動時に各係合爪の側端部が回転体の偏心位置に配した側面を斜面に構成した楔状の複数個の動力導入部の一端に係合すると共に、他方向への揺動時には係合爪の一端が後退方向に押圧されながら動力導入部の斜面上を摺動するようにしたことを特徴とする自転車の動力導入機構。
【請求項３】
一対のクランクの上部にプーリを配すると共に、このプーリを経由して各クランク同士をワイヤーで連結することにより、クランクが互いに逆方向に揺動するように連動するための手段とした請求項１又は２記載の自転車の動力導入機構。
【請求項４】
一対のクランクの回転軸同士を歯車を介して噛合させることにより、クランクが互いに逆方向に揺動するように連動するための手段とした請求項１又は２記載の自転車の動力導入機構。
【考案の詳細な説明】
【０００１】
【考案の属する技術分野】
この考案は自転車の車輪に搭乗者の足漕ぎ運動による動力を導入する機構に　関する。
【０００２】
【従来の技術】
自転車においては、車輪にチェーンを介して動力を伝達するスプロケットホイールと一体的に回転するクランクをペダルを介して足で踏んで回転させることにより、搭乗者の人力による動力を導入していた。
【０００３】
【考案が解決しようとする課題】
前記の従来技術においては、搭乗者は足先をクランクのペダルの回転軌跡に沿って常に円運動することにより自転車に動力を導入するものであるが、次の問題点があった。
（１）クランクの回転中搭乗者からの動力を導入できるのは４分の１回転部分であり、残りの４分の３回転部分は上記の４分の１回転部分にクランクの位置を戻すためにのみ機能する無駄な部分であった。
（２）足先を円運動することは人間が元来行っていた運動とは異なる不自然な運動であり、前記の無駄な回転のためにこのような不自然な運動を行うことは不合理であり、更に乗車中の姿勢も一定しなかった。
（３）足先を円運動させる関係上、クランクのストロークを長くすると円運動に支障を来すのでクランクのストロークは限られた長さにならざるを得ず、駆動力を得たい場合には車輪に対するギアの変速比を大きくしてより早い速度でクランクを回転させるしか方法がなく、人間工学上不自然であり、長距離走行や登坂路での体力消耗も甚だしかった。
（４）クランクと回転板とは同体に回転するように回転軸に固定されるが、回転時にこの部分に集中して力が加わる関係上、強固に構成しなくてはならず、軽量な素材を使用し難く、コストや重量の軽減の妨げとなった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この考案は以上の従来技術の問題点に鑑みて創作されたものであり、人間工学的に自然な運動により自転車に動力を導入でき、しかも部材に過大な荷重が加わらない次の２種の動力導入機構を提供することを目的とする。
【０００５】
即ち、この考案の第１の動力導入機構は車輪に動力を伝達する回転体を車体の左右に振り分けて一対設けると共に、各回転体の偏心位置に複数個設けた動力導入部に対し一方向に対してのみ係合することにより各回転体に動力を導入するクランクを設け、これらのクランクは互いに逆方向に揺動するよう連動されると共に、一端に搭乗者が踏み下ろすためのペダルが設けられる自転車の動力導入機構において、回転板に対してクランクを遊転自在に同軸に配すると共に、回転体の偏心位置には表面を斜面に構成した楔状の動力導入部を斜面下降端を支点として突出方向に付勢した状態で回転板の板面方向に対して起伏自在に複数個配し、クランクの一方向への揺動時にクランクの偏心位置に配した複数個の係合爪の側端部が突出した各動力導入部の一端に係合すると共に、他方向への揺動時には係合爪の裏面が動力導入部の斜面を没入方向に押圧しながら摺動するようにしたことを特徴とする。
【０００６】
又、第２の動力導入機構は車輪に動力を伝達する回転体を車体の左右に振り分けて一対設けると共に、各回転体の偏心位置に複数個設けた動力導入部に対し一方向に対してのみ係合することにより各回転体に動力を導入するクランクを設け、これらのクランクは互いに逆方向に揺動するよう連動されると共に、一端に搭乗者が踏み下ろすためのペダルが設けられる自転車の動力導入機構において、回転板に対してクランクを遊転自在に同軸に配すると共に、クランクの偏心位置には突出方向に付勢した状態で係合爪をクランクの直径方向に対し進退自在に複数個配し、クランクの一方向への揺動時に各係合爪の側端部が回転体の偏心位置に配した側面を斜面に構成した楔状の複数個の動力導入部の一端に係合すると共に、他方向への揺動時には係合爪の一端が後退方向に押圧されながら動力導入部の斜面上を摺動するようにしたことを特徴とする。
【０００７】
【考案の実施の形態】
以下、この考案の具体的実施例を添付図面に基づいて説明する。図１乃至図５はこの考案の第１の動力導入機構の一例を示す図であり、図中符号Ｓはこの考案の動力導入機構が実施される自転車のフレームを指す。図中符号１、１はクランクと一体に回転する従来のスプロケットホイールに代えて設けられるこの考案の動力導入機構の回転体である。この回転体１、１は従来のスプロケットホイールと異なり、フレームＳの左右に一対配され、これらはフレームの左右に突出される固定軸Ｓ１に対してベアリング７を介して遊転自在に軸承される。尚、この実施例においては回転体１、１の外周にスプロケット２、２を設け、各スプロケットと後輪（図示せず）に設けた一対のフリーホイールのスプロケット（図示せず）間に一対のチェーン（図示せず）を掛け渡すことにより、車輪への動力伝達手段としている。
【０００８】
図中符号１０、１０は搭乗者が踏み込むことにより前記の回転体１に動力を導入するためのクランクであり、一端にペダル１２、１２が設けられる。これらのクランク１０、１０は一対の回転板１、１の外側にそれぞれ一つづつ配されるものであり、回転板１、１を貫挿した前記の固定軸Ｓ１に対してベアリング１３を介して遊転自在に軸承される。
【０００９】
前記のクランク１０、１０は、互いに逆方向に揺動するよう連動されるものであり、この実施例においてはフレームＳに設けられる支持部材２０に遊転自在に軸承したプーリ２１、２１を一対のクランクの上部に配すると共に、これらのプーリを経由して各クランク同士をワイヤー２２で連結している。ここでは、クランク１０、１０の揺動が車体の垂直方向に対し３５度から１２５度の範囲内で規制されるよう、クランクの１２５度以下への下降を禁止する一対のストッパー３０、３０をフレームＳより垂設すると共に、一方のクランクが１２５度位置に下降した際に他方のクランクは３５度位置に上昇するようにワイヤー２２の長さを設定している。尚、ワイヤー２３に長さ調節機構を設けることにより、搭乗者において揺動範囲を調整できるようにしてもよい。又、図示の関係上、図面ではプーリ２１、２１の間隔はワイヤー２２が固定されるペダル１２、１２の間隔より狭いが、ペダルが内側に引き寄せられることを防止するために両者の間隔は等しい方が望ましい。
【００１０】
図中符号３はこのクランクから動力を導入するために回転板１、１表面の偏心位置に複数個設けられる動力導入部である。この実施例においては表面を斜面４に構成した楔状となるように板バネを折り曲げる共に、斜面下降端を回転板１表面に固定し、他端５を回転板の貫通穴に貫挿することにより動力導入部３を構成し、この動力導入部を斜面下降端を支点として突出方向に付勢した状態で回転板の板面方向に対して起伏自在としている（図３及び５参照）。この実施例においては動力導入部３は回転板１の仮想円上に９０度置きに４個配設されるものであり、一方、クランク１０は中心からペダル側の腕部１０Ａも含めて４本の腕部１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄが９０度置きに配設され、各腕部の裏面にして回転板の動力導入部３に対応する位置には側端部が動力導入部３の一端５に当接するように係合爪１１が突設される。
【００１１】
以上の構成よりなる自転車の動力導入機構においては、搭乗者が一方のクランク１０のペダル１２を踏み下ろすことにより、ペダル裏面の係合爪１１の側端部が回転板１の表面から突出した動力導入部３の一端５に当接・係合して回転板に回転を与える。この際、他方のクランク１０は前記の踏み下ろされるクランクにより上昇方向に連動されるが、この場合は裏面の係合爪１１の裏面が他方の回転板１の動力導入部３の斜面４を没入方向に押圧しながら摺動するので、クランクの揺動に対し回転板はフリー状態を保つことができる。
【００１２】
図６乃至図７はこの考案の第２の動力導入機構の実施例を示す図である。この実施例においては回転板１の動力導入部とそれに対応するクランク１０の係合爪の構成が前記の第１の動力導入機構と異なる。即ち、ここでは回転板１の表面に環状の突起４１を突設すると共にその内周に側面を斜面４４に構成した楔状の動力導入部４３を９０度置きに４個配設し、クランク１０の各腕部１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄの裏面にして回転板の動力導入部４３に対応する位置には側端部が動力導入部の一端４５に当接するように係合爪５１を突設し、これらの係合爪はバネ５２により突出方向に付勢した状態でクランクの直径方向に対し進退自在としている。その結果、この実施例においては、クランク１０のペダル１２を踏み下ろすことにより、ペダル裏面の係合爪５１の側端部が回転板１の環状の突起４１の内周から突出した動力導入部４３の一端４５に当接・係合して回転板に回転を与え、その際に他方のクランク１０は裏面の係合爪５１の一端が後退方向に押圧されながら動力導入部の斜面上４４を摺動するので、クランクの揺動に対し回転板はフリー状態を保つことができる。
【００１３】
図８はこの考案の第１及び第２の動力導入機構の異なる実施例を示す図である。この実施例においては一対のクランク１０、１０の連動手段が前記の実施例と異なる。即ち、ここでは各クランク１０に回転軸６０を設けると共にその先端に傘歯車６１を設け、対向する各クランクの傘歯車６１、６１同士に傘歯車６２を噛合させることによりクランクを互いに逆方向に揺動するように連動させる手段としている。
【００１４】
【考案の効果】
以上の構成よりなるこの考案においては、人間にとって不自然な運動である足先の円運動でなく、自然な上下運動により動力を導入できるので疲労が少なく、乗車中の姿勢も一定に保つことが可能となり、足先を円運動させないので、クランクのストロークを長くすることができ、車輪に対するギアの変速比を大きくしなくても強い駆動力を得ることが可能となり、クランクをゆっくりと踏み下ろしながら登坂路を楽々と登ることが可能となり、登坂路や長距離走行での体力消耗が軽減される自転車において、次の特有の効果を奏する。
【００１５】
即ち、この考案においてはクランクと回転板とは同体に回転するように回転軸に固定される必要がなく、動力は回転板の偏心位置に配される複数個の動力導入部と係合爪の係合により導入されるので一点に荷重が集中することが防止され、回転板やクランクをそれほど強固に構成しなくても強度上支障を生じることがなく、プラスチックや軽金属を採用した低コスト、軽量の自転車を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この考案の第１の自転車の動力導入機構及びそれを実施した自転車の要部の斜視図。
【図２】同上、一部切り欠き正面図。
【図３】この考案の自転車の動力導入機構の回転板の表面図。
【図４】同上、クランクの裏面図。
【図５】同上、動力導入部の要部の断面図。
【図６】この考案の第２の自転車の動力導入機構の実施例の回転板の表面図。
【図７】同上、クランクの裏面図。
【図８】この考案の自転車の動力導入機構の異なる実施例のクランクの連動機構の要部の側面図。
【符号の説明】
Ｓ　　　（自転車の）フレーム
１　　　回転板
３　　　動力導入部
１０　　クランク
１２　　ペダル
１１　　係合爪
２１　　プーリ
２２　　ワイヤー
【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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