(57)【要約】      （修正有）【課題】ペダルを上下動して駆動する自転車において、滑らかな回転ができ、小型軽量化に適したスポーテイーな構造の自転車を提供する。【解決手段】第一の解決手段は、梃子部材１１の一端を自転車のフレームに回転自在に取り付け他端部が円弧軌道で上下動できるようにし、梃子部材の中間には連接部材６の一端を回動自在に取り付け、連接部材の他端部は互いに１８０°の位相差をもってクランク軸に結合するクランク部材の一端に回動自在に取り付け、梃子部材の他端にはペダル５を取り付ける。第二の解決手段はサドルを付けずに立ち漕ぎ式の自転車とすることである。第三の解決手段は梃子部材を入れ子構造にするか、梃子部材にペダルを嵌合して摺動できる構造とし、支点からペダルまでの長さを調節可能にすることである。【選択図】図２
0003107493.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
車体を構成するフレームと、上記フレームの前後にそれぞれ回転自在に取り付けられる前輪及び後輪とを備える自転車において、梃子部材の一端を上記フレームに回転自在に取り付け他端部を円弧軌道で上下動できるようにし、梃子部材の中間部には連接部材の一端を回動自在に取り付け連接部材の他端部は互いに１８０°の位相差をもってクランク軸に結合する左右のクランク部材の一端に回動自在に取り付け、梃子部材の他端にはペダルを備えて構成される駆動力入力装置を用いた自転車。
【請求項２】
前記梃子部材の支点は前記後輪軸とクランク軸を通る２本の垂線に挟まれた領域に設けたことを特徴とする請求項１記載の駆動力入力装置を用いた自転車。
【請求項３】
前記梃子部材の支点から梃子部材上の連接部材結合点までの長さは連接部材より長く、連接部材はクランク部材より長いことを特徴とする請求項１乃至２記載の駆動力入力装置を用いた自転車。
【請求項４】
前記梃子部材の連接部材結合点の円弧軌道とクランク軸を通る水平軸との交点はクランク軸よりも前輪側にあることを特徴とする請求項１乃至３記載の駆動力入力装置を用いた自転車。
【請求項５】
前記請求項１乃至４の駆動力入力装置において梃子部材の連接部材結合点がクランク軸を通る水平軸より下側にあることを特徴とする自転車
【請求項６】
前記請求項１乃至４の駆動力入力装置において梃子部材の連接部材結合点がクランク軸を通る水平軸より上側にあることを特徴とする自転車
【請求項７】
前記請求項１乃至５又は前期請求項１乃至４及び前記請求項６の駆動力入力装置を用いた自転車において、サドルを有しないことを特徴とする自転車。
【請求項８】
前記請求項１乃至５又は前期請求項１乃至４及び前記請求項６の駆動力入力装置を用いた自転車において、サドルを有することを特徴とする自転車。
【請求項９】
前記請求項１乃至８の自転車において、梃子部材の支点からペダルまでの長さを調節できることを特徴とする自転車。
【請求項１０】
梃子部材が入れ子構造であって入れ子側の一端にペダルを取り付けた請求項９記載のペダル位置調整構造
【請求項１１】
梃子部材にペダル軸を嵌合しペダルを摺動可能とした請求項９記載のペダル位置調整構造
【考案の詳細な説明】
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本考案は足で梃子を上下動して漕ぐ自転車に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来の足で梃子を上下動して漕ぐ自転車としては、フレームに取り付けた左右の梃子をチェーン式滑車で接続し一方の梃子の押し下げがもう一方の梃子の引き揚げとなる機構で、リンクを介して出力側スプロケットの片側に偏心固着した１個のピンに接続する例（実用新案文献１参照）がある。また出力側スプロケット軸の左右両側に１８０度の位相差をもって固着したクランクに連接部材を介して梃子を接続する例（実用新案文献２参照）がある。以下、図８により従来の技術について説明する。【０００３】
【実用新案文献１】
昭和１３年実用新案出願公告第１０９９５号
図８に示す実用新案文献１用の説明図は側面図で、１は車体フレーム、２はフレーム１に固定した第一スプロケットであり偏心したピン３を固定し、クランク４によりフレーム１に回動自在に固定されている揺動梃子５，５’に接続されている。揺動梃子５、５’は何れも縦フレーム１’の中心に固定した車体の方向に平行な心軸６に固着したギア７に架けたチェーン８の両端を固着し左右交互に滑車式に連動する。第一スプロケット２は後車軸に固定した第二スプロケット９とチェーン１０により変速する。１１はコ字型チェーンカバーで溝穴１２を有し、揺動梃子５，５’から突出した摺動突子１３，１３’を嵌合摺動する。１４，１４’はペダル、１５は後輪である。先ず右側の揺動梃子５を点線の位置から実線の位置まで踏み下ろすと第一スプロケットの偏心ピンは半回転して実線の位置まで回されて同時に連動する左側揺動梃子５’は滑車式に引き上げられ点線に示す位置に達したらこれを踏み下ろせば、右側揺動梃子は引き上げられ、クランク４は実線の位置より点線の位置まで半回転するのでここで完全に１回転することになる。
【０００４】
【実用新案文献２】
実用新案出願公告昭２５−２２９０
図８に示す実用新案文献２用の説明図は側面図で、１，２はペダル、３，４は梃子、５，６はリンク、７は歯車、８は７の歯車に固定する軸、９，１０は８の歯車軸に取り付けたクランクであり、１１，１２は３，４を交互に上下動させるためそれぞれ別個の梃子支点であり、１３は３と５を、１４は４と６とを連結するピン、１７は８の歯車軸を車体に取り付けた軸受である。ペダル１，２を交互に上下運動すると、５，６を通じて歯車軸８に固定するクランク９，１０を回転して７の歯車を回転する。
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】  文献１において、出力側の第１スプロケットに固着された偏心ピンが１個であるため、左右の揺動梃子の一方が最上点、他方が最下点に達する半回転ごとに第一スプロケット軸、偏心ピン及びクランクが一直線上に並び、回転トルクがゼロになる上死点、下死点が存在し滑らかな回転ができなくなること、更にチェーンを用いて滑車式に左右の揺動梃子を連動する機構はペダル駆動力のロスの発生及び滑車やチェーンによる衣服の汚れ、衣服の巻き込みの可能性が有る。
【０００６】  文献２の機構においては、梃子支点は歯車軸よりも前輪側に配置されなければならず、梃子の先端のペダルは更に前輪に近い位置となり、前輪と後輪の間の空きスペースは小さくなる。この為自転車の小型軽量化を目的に前後輪の間隔を狭くする場合は不適な構造である。又、梃子の両端が荷重点、中間部が梃子支点となるため、梃子支点には両端の荷重の和が掛かりるので十分な強度が必要となる。
【０００７】  本考案は、このような従来の構造が有していた問題の解決とよりスポーテイーな自転車を提供しようとするものである。
【考案の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】  第一の解決手段は、梃子部材の一端を自転車のフレームに回転自在に取り付け他端部が円弧軌道で上下動できるようにし、梃子部材の中間には連接部材の一端を回動自在に取り付け（以下連接部材の梃子部材への取付点を連接部材結合点と称す）、連接部材の他端部は互いに１８０°の位相差をもってクランク軸（出力側スプロケット軸と同一）に結合するクランク部材の一端に回動自在に取り付け、梃子部材の他端にはペダルを取り付ける。【０００９】  この時、梃子部材の支点位置は、自転車を側面から見たとき、後輪軸とクランク軸を通る２本の垂線に挟まれた領域に設け、且つ梃子部材上の連接部材結合点の円弧軌道とクランク軸を通る水平軸との交点はクランク軸よりも前輪側になるようにする。【００１０】  梃子部材の支点から梃子部材上の連接部材結合点までの長さは連接部材より長く、連接部材はクランク部材より長くする。【００１１】  第二の解決手段は、第一の解決手段に加えてサドルを付けずに立ち漕ぎ式の自転車とすることである。【００１２】  第三の解決手段は、第一、第二の解決手段に加えて支点からペダルまでの長さを調節できるように、梃子部材を入れ子構造にするか、梃子部材にペダルを嵌合し、摺動する構造とする。
【考案の効果】
【００１３】  第一の解決手段により、梃子部材、接続部材及びクランク部材の最適な取り付け位置関係と寸法が決められる。これによって左右の梃子部材を上下動すると、連接部材を介してクランク部材は常に進行方向に回転モーメントを受け続けるので円滑な回転を得ることができる。【００１４】  又、梃子支点がクランク軸と後輪軸を通る２本の垂線に挟まれた領域に有り、且つ梃子支点は梃子部材の片端にあるため、前記文献２の機構に比べて梃子支点の荷重が小さいので強度上有利であるばかりでなく、ペダルと前輪との間に余裕が取れるので前後輪の間隔を狭めて小型化することが可能となる。【００１５】  第２の解決手段により自転車の小型軽量化を図り、駐輪スペース及び運搬性の改善が可能となる。これにより従来よりも利用し易くなるので、利用率の向上も期待される。【００１６】  第３の解決手段により平坦路や坂道などの道路状況に応じて駆動力の調整が可能となり、ギアー変速機構と併用すれば更に幅広い駆動力の調整が可能となる。従ってよりスポーテイーな自転車の実現が可能となる。
【考案を実施するための最良の形態・実施例】
【００１７】  以下、本考案の実施の形態として実施例を図１〜図７にて説明する。図１及び図２はこの発明の実施の形態を概略的に示す平面図と側面図である。図３は図１及び図２の梃子部材及びそれに関連する部分との運動の状況を示す関係図で、梃子部材の連接部材結合点Ｐがクランク軸８を通る水平軸より下側にあるリンク機構を示し、図６及び図７は連接部材結合点Ｐが水平軸より上側にあるリンク機構を示す。これらは同じ寸法条件であれば水平軸を挟み鏡面対象で存在するリンク機構であり機能的には類似しているが、ペダルの地上高は連接部材結合点Ｐが水平軸より下側にある場合の方が上側にある場合よりも低く取れ、用途に応じた使い分けが可能である。図４及び図５はペダルをスライドして梃子部材の長さを調節する夫々異なった方法を示す図である。
【００１８】  さて本考案の実施例では通常の自転車と同様に前輪１と後輪１６の直径を互いに等しく設定されるが、必要に応じてこの前輪１と後輪１６の直径を互いに異なる値に設定しても構わない。
【００１９】  前輪１の前輪軸２はハンドル下部の二股部の先端に固定され上端には水平に握りを有するハンドル３が固定される。
【００２０】  ハンドルを回転自在に保持する縦フレームから２本の中央フレーム４がスプロケット９及びクランク軸８の軸受１８を支持する縦フレーム１０に接続され縦フレームから更に２本の後部フレーム１７、１７ａが伸び出し、先端が互いに結合されて後輪１６の後輪軸１４を保持する。この後輪軸１４にはスプロケット１５が固定され、スプロケット９はチェーン１３を介してスプロケット１５を回転させる。
【００２１】  後部フレーム１７、１７ａには支点軸１２、１２ａが固定され、支点軸１２，１２ａには梃子部材１１，１１ａの一端部が回動自在に取り付けられ梃子部材の他端部にはペダル５，５ａが回動自在に取り付けられ、更に梃子部材の中間部には連接部材６、６ａの一端部が回動自在に取り付けられ、連接部材６、６ａの他端部はクランク部材７，７ａの一端に回動自在に接続されクランク部材の他端部はクランク軸８へ固定される。
【００２２】  図１、図２、及び図３に於いて、梃子部材１１，１１ａの支点である支点軸１２，１２ａは後輪軸１４とクランク軸８を通る２本の垂線に挟まれた領域に設けられる。
【００２３】  梃子部材１１，１１ａの支点軸１２、１２ａから梃子部材１１，１１ａの連接部材６、６ａの結合点Ｐ、Ｐａまでの長さは連接部材６、６ａよりも長く、連接部材６，６ａはクランク部材７，７ａよりも長く設けられる。
【００２４】  図３において、梃子部材１１，１１ａの連接部材結合点Ｐ，Ｐａが描く円弧軌道Ｍとクランク軸８を通る水平軸との交点Ｎはクランク軸８よりも前輪側になるようにする。
【００２５】  これによって図３（イ）においてクランク７，７ａが上死点及び下死点にあるとき梃子部材１１のペダルに力Ｆを加えると連接部材６によってクランク７に左回転モーメントが与えられクランク軸８を介してスプロケット９を回転しチェーン１３によってスプロケット１５がワンウェイクラッチを介して後輪軸を左回転させ後輪を駆動し自転車を前進させる。（ロ）においてクランク７は下死点にいたる直前にあるが力Ｆによって連接部材を介してクランク７に更に大きな回転モーメントが与えられクランク７は下死点に到達する。このときクランク７ａは上死点に到達するのでクランク軸は進行方向に回転を続ける。
【００２６】  図４は梃子部材左側の平面図で、梃子部材１１は入れ子部材１９を摺動可能に保持し、入れ子部材の先端にはペダル５を回動自在に設ける。又梃子部材１１には入れ子部材をねじで固定するロックハンドル２０を設け支点軸１２からペダルまでの長さを調節後ロックハンドルで入れ子部材を固定する。
【００２７】  図５は梃子部材左側の平面図で、図４の入れ子構造に代わる長さ調節方法である。梃子部材１１上を摺動子２１が移動し支点軸１２からペダルまでの長さを調節する。摺動子はピン２３によってペダルを回転可能に保持し、ペダル軸２２はピン２３が貫通するボス部円周の１部に顎２４を有し、Ａ−Ａ矢視図に示すようにペダル軸の回転範囲を９０度に規制する。支点軸１２からペダルまでの長さを調節するときは、２点鎖線で示すようにペダルを起こして移動し、ペダルを実線で示すように倒すと、梃子部材１１に顎２４が押し付けられ摺動子２１が固定されペダル５の位置が決まる。
【００２８】  図６及び図７は前述のＰ点が水平軸Ｘより上側にあるリンク機構を示す。図６はサドル付で示したがサドル無でも構わない。実施例は前述の水平軸Ｘより下側にあるリンク機構と同様である。
【００２９】本考案の自転車は使用目的によってサドルを付けなくても良いし付けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】梃子部材の連接部材結合点がクランク軸を通る水平軸線よりも下側にある場合の本考案自転車の構成を簡単に示す平面図
【図２】図１の側面図
【図３】図１及び図２の梃子部材及びそれに関連する部分との運動の状況を示す模式図。
【図４】左側入れ子構造梃子部材の平面図
【図５】左側摺動子付梃子部材の平面図
【図６】梃子部材の連接部材結合点がクランク軸を通る水平軸線よりも上側にある場合の本考案自転車の構成を簡単に示す平面図と側面図
【図７】図６の梃子部材及びそれに関連する部分との運動の状況を示す模式図。
【図８】背景技術の実用新案文献１、２に対応する図面
【符号の説明】
１      前輪
２      前輪軸
３      ハンドル
４      中央フレーム
５、５ａ  ペダル
６、６ａ  連接部材
７、７ａ  クランク部材
８      クランク軸
９      スプロケット
１０    縦フレーム
１１、１１ａ  梃子部材
１２、１２ａ  支点軸
１３    チェーン
１４    後輪軸
１５    スプロケット
１６    後輪
１７、１７ａ  後部フレーム
１８    支点軸
１９    入れ子部材
２０    ロックハンドル
２１    摺動子
２２    ペダル軸
２３    ピン
２４    顎
Ｆ      梃子部材を踏み下ろす力
Ｌ      クランク部材と連接部材の結合点の円軌道
Ｍ      梃子部材の連接部材結合点Ｐ、Ｐａの円弧軌道
Ｎ      クランク軸を通る水平軸Ｘと前記軌道Ｍの交点
Ｐ、Ｐａ  梃子部材と連接部材の結合点
Ｘ      クランク軸を通る水平軸
Ｙ      クランク軸を通る垂直軸
【図１】
0003107493.tif 000003
【図２】
0003107493.tif 000004
【図３】
0003107493.tif 000005
【図４】
0003107493.tif 000006
【図５】
0003107493.tif 000007
【図６】
0003107493.tif 000008
【図７】
0003107493.tif 000009
【図８】
0003107493.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成16年4月22日(2004.4.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
車体を構成するフレームと、上記フレームの前後にそれぞれ回転自在に取り付けられる前輪及び後輪とを備える自転車において、梃子部材の一端を上記フレームに回転自在に取り付け他端部を円弧軌道で上下動できるようにし、梃子部材の中間部には連接部材の一端を回動自在に取り付け連接部材の他端部は互いに１８０°の位相差をもってクランク軸に結合する左右のクランク部材の一端に回動自在に取り付け、梃子部材の他端にはペダルを備えて構成される駆動力入力装置を用いた自転車。
【請求項２】
前記梃子部材の支点は前記後輪軸とクランク軸を通る２本の垂線に挟まれた領域に設けたことを特徴とする請求項１記載の駆動力入力装置を用いた自転車。
【請求項３】
前記梃子部材の支点から梃子部材上の連接部材結合点までの長さは連接部材より長く、連接部材はクランク部材より長いことを特徴とする請求項１乃至２記載の駆動力入力装置を用いた自転車。
【請求項４】
前記梃子部材の連接部材結合点の円弧軌道とクランク軸を通る水平軸との交点はクランク軸よりも前輪側にあることを特徴とする請求項１乃至３記載の駆動力入力装置を用いた自転車。
【請求項５】
前記請求項１乃至４の駆動力入力装置において梃子部材の連接部材結合点がクランク軸を通る水平軸より下側にあることを特徴とする自転車
【請求項６】
前記請求項１乃至４の駆動力入力装置において梃子部材の連接部材結合点がクランク軸を通る水平軸より上側にあることを特徴とする自転車
【請求項７】
前記請求項１乃至５又は前期請求項１乃至４及び前記請求項６の駆動力入力装置を用いた自転車において、サドルを有しないことを特徴とする自転車。
【請求項８】
前記請求項１乃至５又は前期請求項１乃至４及び前記請求項６の駆動力入力装置を用いた自転車において、サドルを有することを特徴とする自転車。
【請求項９】
前記請求項１乃至８の自転車において、梃子部材の支点からペダルまでの長さを調節できることを特徴とする自転車。
【請求項１０】
梃子部材が入れ子構造であって入れ子側の一端にペダルを取り付けたことを特徴とする請求項９記載の自転車。
【請求項１１】
梃子部材にペダル軸を嵌合しペダルを摺動可能としたことを特徴とする請求項９記載の自転車。