(57)【要約】【目的】自転車をこぐ時に力の伝達効率を向上させるために人がより踏みやすい方向にクランクを回転させる。【課題】車輪とクランクの回転方向を逆転させるためには従来の自転車にはなかったかった機構を追加する必要がありそれをいかに簡易に実現するかが当発明の課題であった。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクを車輪と逆方向にペダリングして自転車を駆動することを特徴とするペダリングシステム。
【請求項２】
クランク側ギヤホイルと車輪側ギヤホイルの間でドライブチェーンを交差させクランクの回転を車輪と逆にするしくみを特徴とする請求項１に記載のペダリングシステム。
【請求項３】
駆動による張力が殆どかからない側のドライブチェーンを簡易な方法でガイドする事により交差するドライブチェーンが自己干渉する事を防止する事を特徴とする請求項１及び請求項２に記載のペダリングシステム。
【請求項４】
クランクとクランク側ギヤホイルの間にアイドルギヤを設けて回転方向を転換しクランク側ギヤをクランクとは逆の方向に回転させることによりクランクの回転を車輪と逆にするしくみを特徴とする請求項１に記載のペダリングシステム。
【請求項５】
動力車輪側ハブ内部にアイドルギヤを設けて回転方向を転換し車輪側ギヤホイルをドライブチャーンとは逆の方向に回転させることによりクランクの回転を車輪と逆にするしくみを特徴とする請求項１に記載のペダリングシステム。
【請求項６】
クランク軸とクランク側ギヤホイルの軸を２軸構成としギヤにより回転方向を転換することによりクランクの回転を車輪と逆にするしくみを特徴とする請求項１に記載のペダリングシステム。
【請求項７】
クランク側ギヤホイルと車輪側ギヤホイルの間をドライブシャフトで結ぶことでクランクの回転を車輪と逆にするしくみを特徴とする請求項１に記載のペダリングシステム。（シャフトドライブ自体は既に製品化されているが、既存のシャフトドライブでは回転方向を逆転させていない。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は全ての自転車のペダリング方式に関するものであり、特に人間工学に基づく「てこの原理」のより有効な活用
【背景技術】
【０００２】自転車が発明されたとき、クランクは駆動輪と一体であった。
その為、人間がクランクを回す方向はタイヤの回転方向と一致の方向になった。
以来その回転方向が標準とされ続けてきた。
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】「クランクを車輪と同じ方向に回転させるというしくみ」を見直し、
伝達効率を向上させる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】クランクの回転を従来と逆の方向に回転させて前進するように動力を伝えるしくみを追加する。
【発明の効果】
【０００５】従来と同じクランクの運動半径で、踏み足時により大きな動力を発生させる（背筋と太もも裏側の大きな筋肉ハムストリングをより有効に使える）
【発明を解決するための最良の形態】
【０００６】
【０００７】ドライブチェーンを上下で交差させ、クランクと駆動輪を逆回転させる。
【０００８】クランクとギヤホイルの間にアイドルギヤを設けギヤホイルをクランクと逆回転させる。
【０００９】駆動車輪側で回転方向を転換しドライブチェーンと車輪側ギヤホイルを逆回転させる。
【００１０】クランク軸とクランク側ギヤホイルの軸を２軸構成としギヤにより回転方向を転換する。
【００１１】クランク側ギヤホイルと車輪側ギヤホイルの間をドライブシャフトで結び回転方向を逆転する。
【００１２】尚、上記いずれの場合もハンドル、シート、乗車位置を従来の位置よりも後退させる事でより効率的な人力の伝達が可能となる。
【実施例】
【００１３】
【００１４】図１はドライブチェーンを交差させた例その１。【００１５】この場合、ドライブチェーンの干渉を防ぐ為に軌道をずらす必要があり、図２では補助プーリーを使用した。【００１６】図３はドライブチェーンを交差させた例その２。【００１７】このように、ドライブチェーンと車体のフレームが交差しない構造でなおかつ、リヤディレーラー（後側変速機）が存在する場合は補助プーリーではなくさらに簡易なガイドで起動修正が実現できる。【０１８】このとき、前の上側と後の下側を結ぶチェーンにはテンションがかからないので耐久性には問題がない。【００１７】このように、ドライブチェーンと車体のフレームが交差しない構造でなおかつリヤディレーラー（後側変速機）が存在する場合は補助プーリーではなく、さらに簡易なガイドで起動修正が実現できる。【００１８】このとき、前の上側と後の下側を結ぶチェーンにはテンションがかからないので耐久性には問題がない。【００１９】図４は、クランク軸側にアイドルギヤを配置しクランク側のみで回転方向を逆転させた例。【００２０】この方式であれば従来の外装変速用のフロントディレーラーも使用可能である。【００２１】またこのとき、逆転の為のアイドルギヤを最も簡易に実現する方法のひとつが図５のように同軸固定を併用する方法である。【００２２】図６では車輪側のみで回転方向を逆転させた
この方法の利点はクランク側に設置するよりも小型軽量にできる点である。【００２３】図８はクランク側を２軸構成とした例で、この方法も後車軸側の部品構成に従来の部品およびシステムをそのまま流用できる。【００２４】図９では、図８システム実現の為に、クランク軸と後車軸の間に設けたアイドル軸に、
クランク側とギヤで繋がれたスプロケットとドライブチェーンに繋がれたスプロケットの２枚を同軸に連結配置する。【００２５】図１０のように、ドライブチェーンの代わりにドライブシャフトを用いるで回転方向を逆転させる方法も比較的簡易な機構で実現が可能。【００２６】現在の順回転ペダリングは、力学的・人間工学的に合理的でない。
その理由としては、添付図１のようにてこの原理の見地から非効率的であることが挙げられる。【００２７】また従来の順回転ペダリング方法は「歩く、走る、飛ぶ」等の人間の自然な動作の何にも似ていない「独特の運動」である。故に、人間工学的にも歴史的にも「順回転方式」に固執するメリットは無い。【００２８】そして、この方式では添付図２のように、「てこの原理」の観点から優位である。
それならば、ただクランクを長くすればいいかというとそれは無理で、人間の身体の構造から身長の約１０％前後が効率的とされている。
（実際に、上記の数値が世界標準となっている）【００２９】従来の「順回転方式」の問題点を挙げると下記のようになる。【００３０】仮に足首を固定するのには筋力が必要ないとしたら、右図の実質的な力点（太い矢印）はペダルよりも内側となるのでクランク中心から力点までの距離（細い矢印）は短く、ペダルを踏み込む力はあまり有効に使われていない。【００３１】実際には足首は固定物ではないので「かかと」の位置に直接ペダルがあってそれを踏むのに比べれば少し効率が良くなるが、この方式ではこれ以上の効率化は望めない。【００３２】また、太もも付近を動かすのに使われる筋肉が最も効率よく発揮される角度とは程遠い深い角度でこいでいるので太ももに多大な負担がかかる割に大きな力を発揮できていない。【００３３】効率の良い「逆回転方式」の利点を挙げると下記のようになる。【００３４】仮に足首を固定するのには筋力が必要ないとしたら、右図の実質的な力点（太い矢印）はペダルよりも外側となるのでクランク中心から力点までの距離（細い矢印）が長く、ペダルを踏み込む力がより有効に使われることになる。【００３５】実際には足首は固定物ではないが、ヒトの足首の稼動範囲限界に近い角度で踏み込むことになる為に、足首を固定するために大きな力を使う必要はなく、踏み込む力それ自体の損失が少ない。【００３６】また、太もも付近を動かすのに使われる筋肉が最も効率よく発揮される角度に近い角度でこいでいるので太ももの力も大きな力を発揮し易い。【００３７】この方式では乗車したヒトの重心から真下に近い角度に力を加えることになるが、乗車位置を後退させる事でさらに効果的となる。【００３８】さらに、太ももから背筋に至る「ハムストリング」と呼ばれる人間の最も筋肉の強い部分が有効に助力として作用され効率の良いペダリングが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】この「逆回転方式」により自転車は従来に比べ飛躍的にエネルギー効率の上がり、従来は自転車では役不足だった状況も今後は自転車で担えるようになり、燃料使用の交通機関が自転車に代替されることにより地球のエコロジーに貢献する。【００４０】また、生物としては運動不足に陥りがちな人類の健康増進にも寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】ドライブチェーンを交差させた例その１
【図２】図１の場合の補助プーリーの拡大図  このとき、前の上側と後の下側を結ぶチェーンにはテンションがかからないので耐久性には問題がない
【図３】ドライブチェーンを交差させる方式その２における交差防止ガイドの設置例
【図４】クランク軸に同軸配置されたアイドルギヤで回転方向を逆転させた例
【図５】クランク側アイドルギヤ部の拡大図  クランクの芯とフレームの一部を使い支持する事によりアイドルギヤ機構を簡易にできる
【図６】車輪側のみで回転方向を逆転させた例
【図７】車輪側アイドルギヤ部の拡大図  クランクの芯とフレームの一部を使い支持する事によりアイドルギヤ機構を簡易にできる
【図８】クランク側を２軸構成とした例
【図９】クランク側２軸配置の拡大図  クランク軸と後車軸の間に設けたアイドル軸には、クランク繋がれたスプロケットとドライブチェーンに繋がれたスプロケットの２枚を同軸に連結配置する
【図１０】ドライブチェーンの代わりにドライブシャフトを用いる事で回転方向を逆転させた例
【図１１】従来の方式の特徴
【図１２】本発明の方式の特徴
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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