(57)【要約】【課題】この発明は前輪を円滑かつ確実に回転駆動することができるようにした人力自転車を提供することにある。【解決手段】車体の前部に回動可能に設けられたハンドルポスト９と、このハンドルポストの下部に回転可能に設けられた前輪と、上記ハンドルポストの上部に回転可能に設けられた揺動軸２１と、この揺動軸に取付けられ揺動軸を正逆方向に回転させながら上記車体の前後方向に揺動可能なハンドル２２と、このハンドルを揺動させたときにその揺動の往復動を同一方向の回転運動に変換して上記前輪を上記車体が前進する方向に回転駆動させる第１、第２スプロケット２５ａ，２５ｂ、ワンウエイクラッチ２６、第１のチェーン３４ａ，３４ｂ、歯車３６ａ，３６ｂとを具備する。【選択図】    図４
2004217078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体と、
この車体の後部に回転可能に設けられた後輪と、
上記車体の前部に回動可能に設けられたハンドルポストと、
このハンドルポストの下部に回転可能に設けられた前輪と、
上記ハンドルポストの上部に回転可能に設けられた揺動軸と、
この揺動軸に取付けられ揺動軸を正逆方向に回転させながら上記車体の前後方向に揺動可能なハンドルと、
このハンドルを揺動させたときにその揺動の往復動に対して上記前輪を上記車体が前進する方向に回転駆動させる駆動手段とを具備し、
上記駆動手段は、上記揺動軸にワンウエイクラッチによってこの揺動軸の正逆回転の異なる方向にそれぞれ連動可能に設けられた一対の第１の動力伝達輪と、一対の第１の動力伝達輪に対応する部位に回転可能に設けられた一対の第２の動力伝達輪と、対をなす一対の第１の動力伝達輪と第２の動力伝達輪とにそれぞれ掛け渡された一対の第１の索状部材と、上記ハンドルを前方へ倒したときに上記揺動軸とともに回転する一方の第１の動力伝達輪及び一方の第１の索状部材を介して上記前輪を車体が前進する方向に回転させるとともに上記ハンドルを後方へ倒したときに上記揺動軸とともに回転する他方の第１の動力伝達輪及び他方の第１の索状部材を介して上記前輪を車体が前進する方向に回転させる動力伝達機構とによって構成されていることを特徴とする人力自転車。
【請求項２】
上記動力伝達機構は、一対の第２の動力伝達輪の一方と一体的に回転可能に設けられた第１の駆動輪と、上記前輪と一体的に回転可能に設けられた第２の駆動輪と、上記第１の駆動輪と第２の駆動輪とに掛け渡され上記揺動軸の正逆回転のどちらか一方の回転によって一対の第２の動力伝達輪の一方が回転させられたときにその回転を上記前輪に伝達する第２の索状部材と、上記揺動軸の他方の回転によって他方の第２の動力伝達輪が回転させられたときにその回転を逆方向に変換して上記第１の駆動輪を回転させる歯車列とから構成されていることを特徴とする請求項１記載の人力自転車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はハンドルを車体の前後方向に揺動させることで走行する人力自転車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車体に前輪と一対の後輪とが回転可能に設けられた三輪式の人力自転車が知られており、この人力自転車は上記前輪又は上記後輪のいずれかを駆動手段によって前進方向に回転駆動させることができるようになっている。このような三輪式の人力自転車は走行時の安定性に優れるため、とくに下肢が不自由な利用者にとって有効な乗り物として注目されている。
【０００３】
上記前輪又は後輪を駆動する駆動機構としては、ハンドルポストの上端にハンドルが車体の前後方向に沿って揺動可能に設けられている。ハンドルを利用者が上肢によって前後方向に揺動させると、その揺動にリンク機構を介して駆動輪が回転駆動される。前輪又は後輪のいずれか一方には従動輪が一体的に設けられている。上記駆動輪と上記従動輪とにはチェーンが張設されている。それによって、上記ハンドルを揺動させれば、上記駆動輪、上記チェーン及び上記従動輪を介して上記前輪又は後輪を車体が前進する方向に回転させることができるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の人力自転車はハンドルを前後方向に揺動させたとき、その揺動運動を駆動輪の回転運動に変換するためにリンク機構が用いられている。複数のリンクを回動可能に連結したリンク機構は、ハンドルの揺動に応じて複数のリンクが屈曲と伸縮を繰り返し、上記駆動輪を一定方向、つまり車体が前進する方向に回転させるようになっている。
【０００５】
しかしながら、回動可能に連結された複数のリンクは、ハンドルの揺動によって一直線に伸張した状態から屈曲する際、直線状態で突っ張って所定方向に屈曲し難くなるということがあったり、所定方向と逆方向に屈曲してしまうという虞があった。
【０００６】
そのため、ハンドルを前後方向に揺動させても、リンク機構が円滑に屈曲運動しないため、車体を前進させるといういことができなくなったり、リンクが逆方向に屈曲した場合には車体が後退方向に進んでしまうという虞もあった。
【０００７】
この発明は、リンク機構を用いずにハンドルの揺動運動によって車体を前進させることができるようにした人力自転車を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、車体と、
この車体の後部に回転可能に設けられた後輪と、
上記車体の前部に回動可能に設けられたハンドルポストと、
このハンドルポストの下部に回転可能に設けられた前輪と、
上記ハンドルポストの上部に回転可能に設けられた揺動軸と、
この揺動軸に取付けられ揺動軸を正逆方向に回転させながら上記車体の前後方向に揺動可能なハンドルと、
このハンドルを揺動させたときにその揺動の往復動に対して上記前輪を上記車体が前進する方向に回転駆動させる駆動手段とを具備し、
上記駆動手段は、上記揺動軸にワンウエイクラッチによってこの揺動軸の正逆回転の異なる方向にそれぞれ連動可能に設けられた一対の第１の動力伝達輪と、一対の第１の動力伝達輪に対応する部位に回転可能に設けられた一対の第２の動力伝達輪と、対をなす一対の第１の動力伝達輪と第２の動力伝達輪とにそれぞれ掛け渡された一対の第１の索状部材と、上記ハンドルを前方へ倒したときに上記揺動軸とともに回転する一方の第１の動力伝達輪及び一方の第１の索状部材を介して上記前輪を車体が前進する方向に回転させるとともに上記ハンドルを後方へ倒したときに上記揺動軸とともに回転する他方の第１の動力伝達輪及び他方の第１の索状部材を介して上記前輪を車体が前進する方向に回転させる動力伝達機構とによって構成されていることを特徴とする人力自転車にある。
【０００９】
上記動力伝達機構は、一対の第２の動力伝達輪の一方と一体的に回転可能に設けられた第１の駆動輪と、上記前輪と一体的に回転可能に設けられた第２の駆動輪と、上記第１の駆動輪と第２の駆動輪とに掛け渡され上記揺動軸の正逆回転のどちらか一方の回転によって一対の第２の動力伝達輪の一方が回転させられたときにその回転を上記前輪に伝達する第２の索状部材と、上記揺動軸の他方の回転によって他方の第２の動力伝達輪が回転させられたときにその回転を逆方向に変換して上記第１の駆動輪を回転させる歯車列とから構成されていることが好ましい。
【００１０】
この発明によれば、正逆回転する揺動軸に一対の第１の動力伝達輪をワンウエイクラッチによって一方向の回転にだけ連動するように設け、一対の第１の動力伝達輪の回転運動及び動力伝達機構の回転運動により車体が前進する方向にだけ前輪を円滑かつ確実に回転させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながらこの発明の一実施の形態を説明する。
【００１２】
図１はこの発明の三輪式の人力自転車を示し、この人力自転車は車体１を備えている。この車体１は前端側が上方に向かって屈曲したビーム２を有し、このビーム２の前端には筒状軸受３が下端をやや前方に傾斜させて取付けられている。上記ビーム２の後端には取付けアーム２ａが取付けられている。この取付けアーム２ａは、図２に示すように両端がビーム２に連結された中途部よりもわずかに上方に位置するよう湾曲している。この取付けアーム２ａの両端にはそれぞれ後輪４が回転可能に取付けられている。
【００１３】
上記ビーム２の後端部には支柱５が立設され、この支柱５の上端には背凭れ６及び肘掛け７を有する座席シート８が設けられている。さらに、上記ビーム２の中途部には上記座席シート８に着座した利用者が脚を載せる脚載せ部材１０が設けられている。
【００１４】
図４乃至図６に示すように、上記筒状軸受３にはハンドルポスト９が回転可能かつ上下方向に移動不能に挿通支持されている。このハンドルポスト９の上端には軸受部材１１が取付けられている。ハンドルポスト９の上記筒状軸受３から下方に突出した下端部はフォーク状の一対のサポート１２に形成されている。図１に示すように各サポート１２の下端には第１のブラケット１３（一方のみ図示）が設けられている。
【００１５】
各第１のブラケット１３にはそれぞれ第２のブラケット１４が固定されている。所定間隔で離間した一対の第２のブラケット１４の間には前輪１５が設けられ、この前輪１５は図１に示すように上記第２のブラケット１４に車軸１６によって回転可能に支持されている。
【００１６】
一対の第２のブラケット１４には、上記前輪１５を挟んだ一対のステム１７の下端が固定されている。一対のステム１７の上端には図４に示すように帯板状の取付け部材１８の一端が固着されている。この取付け部材１８の他端は上記筒状軸受３の上端に固定された連結部材１９に連結固定されている。
【００１７】
上記ハンドルポスト９の上端に設けられた軸受部材１１には揺動軸２１の中途部が回転可能に支持されている。この揺動軸２１の両端部には、図２に示すようにハンドル２２の水平部２２ａに上端を固着した一対の取付け部２２ｂの下端が連結固定されている。ハンドル２２の水平部２２ａの両端には一対のグリップ２３が設けられ、一方のグリップ２３側にはブレーキハンドル２４が設けられている。したがって、上記ハンドル２２を前後方向に揺動させれば、上記揺動軸２１が正逆方向に交互に回転するようになっている。
【００１８】
上記揺動軸２１には、上記軸受部材１１の一側と他側にそれぞれ第１の動力伝達輪としての一対の第１のスプロケット２５ａ，２５ｂがワンウエイクラッチ２６を介して設けられている。それによって、一方の第１のスプロケット２５ａは上記揺動軸２１の正逆回転のうちの一方向の回転、たとえば正回転にのみ上記揺動軸２１の回転に連動し、他方の第１のスプロケット２５ｂは逆回転にのみ連動するようになっている。
【００１９】
つまり、一方の第１のスプロケット２５ａは、ハンドル２２を図７（ａ）に鎖線で示す状態から実線で示すように前方へ押し倒す方向に揺動させたときに上記揺動軸２１と一体的に回転し、図７（ｂ）に鎖線で示す状態から実線で示すように前方へ倒した状態から後方へ戻す方向へ揺動させたときに上記揺動軸２１に対して空回転する。
【００２０】
上記他方のスプロケット２５ｂはハンドル２２を前方に倒す方向に揺動させたときには揺動軸２１に対して空回転し、前方から後方へ戻す方向へ揺動させたときに揺動軸２１と一体的に回転するようになっている。
【００２１】
図４乃至図６に示すように、上記取付け部材１８の一端部には第１の支軸３１と第２の支軸３２とが軸線を平行にし、かつ両端部を上記取付け部材１８の両側面から突出させて回転可能に設けられている。第１の支軸３１の一端部には第２の動力伝達輪としての一方の第２のスプロケット３３ａが固定され、上記第２の支軸３２の他端部には同じく第２の動力伝達輪としての他方の第２のスプロケット３３ｂが固定されている。これら一対の第２のスプロケット３３ａ，３３ｂは上記一対の第１のスプロケット２５ａ，２５ｂと車体１の前後に沿って対応して設けられている。
【００２２】
対応位置する一方の第１のスプロケット２５ａと一方の第２のスプロケット３３ａ、及び他方の第１のスプロケット２５ｂと他方の第２のスプロケット３３ｂとにはそれぞれ第１の索状部材としての第１のチェーン３４ａ，３４ｂが張設されている。
【００２３】
上記第１の支軸３１の他端部と第２の支軸３２の他端部とには、互いに噛合して歯車列を構成する第１の歯車３６ａと第２の歯車３６ｂとが嵌合固定されている。一方の第１のスプロケット２５ａが揺動軸２１とともに回転すると、その回転が一方の第１のチェーン３４ａを介して一方の第２のスプロケット３３ａに伝達される。それによって、第１の支軸３１が回転駆動されるようになっている。
【００２４】
また、他方の第１のスプロケット２５ｂが揺動軸２１とともに回転すると、その回転が他方の第１のチェーン３４ｂを介して他方の第２のスプロケット３３ｂに伝達される。それによって、第２の支軸３２が回転駆動されるようになっている。第２の支軸３２が回転すると、その回転が第２、第１の歯車３６ｂ，３６ａによって逆方向に変換されて第１の支軸３１に伝達される。
【００２５】
つまり、第１の支軸３１は、一方の第１のスプロケット２５ａの回転と、この一方の第１のスプロケット２５ａの回転と逆方向と逆方向に回転する他方の第１のスプロケット２５ｂの回転に対し、それぞれ同方向に回転駆動されるようになっている。
【００２６】
上記第１の支軸３１の一端部にはプーリからなる第１の駆動輪３８が嵌合固定されている。上記前輪１５の一側には第１の駆動輪３８に比べて小径なスプロケットからなる第２の駆動輪３９が図示しないワンウエイクラッチによって前輪１５を回転可能に支持した車軸１６に設けられている。
【００２７】
この第２の駆動輪３９は、上記ワンウエイクラッチによって車体１を前進させる方向にだけ上記前輪１５と連動して回転するとともに、この第２の駆動輪３９が回転していないときには上記前輪１５が上記車軸１６に対して空回転可能とさなっている。
【００２８】
上記第１の駆動輪３８と第２の駆動輪３９とには第２のチェーン４１が張設されている。したがって、上記第１の支軸３１が回転駆動されれば、その回転に第１の駆動輪３８、第２のチェーン４１及び第２の駆動輪３９を介して前輪１５が車体１を前進させる方向に回転駆動される。
【００２９】
なお、この発明において、ハンドル２２の揺動運動を回転運動に変換してその回転運動を前輪１５に伝達する要素が駆動手段を構成しており、この駆動手段のうち、一対の第２のスプロケット３３ａ，３３ｂの回転運動を前輪に伝達する要素が動力伝達機構を構成している。
【００３０】
このように構成された人力自転車によれば、車体１を走行させる場合、脚載せ部材１０に脚を載せて座席シート８に着座した利用者が両手でハンドル２２のグリップ２３を把持し、そのハンドル２２を車体１の前後方向に揺動させる。ハンドル２２を前方に押すと、揺動軸２１が図７（ａ）に矢印Ｘで示す方向に回転し、その回転に一方の第１のスプロケット２５ａがワンウエイクラッチ２６によって連動する。それによって、一方の第１のチェーン３４ａ及び一方の第２のスプロケット３３ａを介して第１の支軸３１が同図に矢印Ｙで示す上記揺動軸２１と同じ方向に回転する。
【００３１】
その結果、第１の支軸３１の一端部に嵌着固定された第１の駆動輪３８が同方向に回転し、その回転が第２のチェーン４１を介して第２の駆動輪３９に伝達されるから、この第２の駆動輪３９によって前輪１５が矢印Ｚで示す同方向、つまり車体１を前進させる方向に回転駆動される。
【００３２】
前方に押したハンドル２２を後方へ引いて揺動軸２１を図７（ｂ）に矢印Ｋで示す方向（図７（ａ）に示すＸ方向と逆方向）へ回転させると、一方の第１のスプロケット２５ａはワンウエイクラッチ２６によって上記揺動軸２１に対して空回転する。しかしながら、他方の第１のスプロケット２５ｂは上記揺動軸２１とともに矢印Ｋで示す方向に回転する。
【００３３】
他方の第１のスプロケット２５ｂが矢印Ｋで示す方向に回転すると、その回転が他方の第１のチェーン３４ｂを介して第２の支軸３２に設けられた他方の第２のスプロケット３３ｂに伝達される。他方の第２のスプロケット３３ｂの回転は第２、第１の歯車３６ｂ，３６ａによって逆方向に変換されて第１の歯車３６ａが設けられた第１の支軸３１に伝達される。
【００３４】
つまり、ハンドル２２を前方に倒した状態から後方へ戻して揺動軸２１を先程と逆方向に回転させると、その回転が第２、第１の歯車３６ｂ，３６ａによって逆方向に変換されて第１の支軸３１に伝達される。
【００３５】
そのため、前方に押し倒したハンドル２２を後方へ戻すときにも、第１の支軸３１に設けられた第１の駆動輪３８は、ハンドル２２を前方へ押し倒すときと同方向である、同図に矢印Ｙで示す方向に回転するから、この第１の駆動輪３８の回転によって前輪１５を車体１が前進する方向に回転させることができる。すなわち、ハンドル２２を前後方向に揺動させることで、前輪１５を常に前進する方向に回転させることができる。
【００３６】
このように、上記ハンドル２２の揺動運動を揺動軸２１に伝達し、この揺動運動に対応して正逆方向に交互に回転する揺動軸２１の回転運動を、ワンウエイクラッチ２６を介して上記揺動軸２１に設けられた一対の第１のスプロケット２５ａ，２５ｂに伝達し、この第１のスプロケット２５ａ，２５ｂから一対の第２のスプロケット３３ａ，３３ｂに一対の第１のチェーン３４ａ，３４ｂによって伝達する。そして、異なる方向に回転する一対の第２のスプロケット３３ａ，３３ｂの回転を、第１、第２の歯車３６ａ，３６ｂによって同じ回転方向に変換して第１の駆動輪３８に伝達する。この第１の駆動輪３８の回転は、第２のチェーン４１及び第２の駆動輪３９を介して前輪１５に伝達される。
【００３７】
そのため、ハンドル２２の揺動運動によって正逆方向に回転する揺動軸２１の回転運動を、リンク機構を用いることなく、同一方向の回転運動に変換して前輪１５に伝達できるから、上記前輪１５を円滑かつ確実に所定方向にのみ回転させて車体１を前進方向に走行させることが可能となる。
【００３８】
また、利用者はハンドル２２を揺動運動させながらこのハンドル２２によってハンドルポスト９を回転させて車体１の進行方向を変えることができるから、進行方向の変換をスムースに行なうことができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、ハンドルの揺動運動に連動して正逆方向に回転する揺動軸の回転運動を、リンク機構を用いずに同一方向の回転運動に変換して前輪に伝達することができる。
【００４０】
そのため、ハンドルの揺動運動によって前輪を円滑にかつ確実に車体が前進する方向にだけ回転駆動することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態を示す人力自転車の側面図。
【図２】人力三輪自転車の正面図。
【図３】人力三輪自転車の前輪部分の平面図。
【図４】ハンドルの揺動運動を前輪に伝達する部分の機構を示す斜視図。
【図５】ハンドルの揺動運動を前輪に伝達する部分の機構を示す側面図。
【図６】ハンドルの揺動運動を前輪に伝達する部分の機構を示す平面図。
【図７】（ａ）はハンドルを前方へ押し倒すときの動作の説明図、（ｂ）は前方へ押し倒したハンドルを後方へ戻すときの動作の説明図。
【符号の説明】
１…車体、９…ハンドルポスト、１５…前輪、２１…揺動軸、２２…ハンドル、２５ａ，２５ｂ…第１のスプロケット（第１の動力伝達輪）、３３ａ，３３ｂ…第２のスプロケット（第２の動力伝達輪）、３６ａ，３６ｂ…歯車、３８…第１の駆動輪、３９…第２の駆動輪
【図１】
2004217078.tif 000003
【図２】
2004217078.tif 000004
【図３】
2004217078.tif 000005
【図４】
2004217078.tif 000006
【図５】
2004217078.tif 000007
【図６】
2004217078.tif 000008
【図７】
2004217078.tif 000009