(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サドルを固定支持し、後輪と前輪とをそれぞれ回転可能に支持する車体フレーム を有し、ペダルを足でこぐことにより後輪に推進力を伝達する自転車であって、
前記後輪と一体で回転可能に、前記後輪に対して前記後輪車軸を中心に同心状に設けられ、後輪径より小さい半径を有する大歯車と、
前記大歯車の前記後輪車軸より上のレベルにおいて、前記大歯車と外接して噛み合うように設けられた小歯車と、
前記後輪車軸を中心に揺動可能に設けられ、上端部において、前記小歯車を回転可能に支持し、下端部において、荷重受け面を有する小歯車支持ブラケットと、
前記車体フレームに対して、下方向きの荷重により下方に移動可能に支持され、前記荷重受け面において、自転車の前後方向に移動調整可能な荷重伝達部と、
前記小歯車と一体で回転可能に、前記小歯車と同心状に設けられる、第１スプロケットと、
前記第１スプロケットより自転車の後方側で、前記第１スプロケットの回転中心より低いレベルに回転中心が設けられる第２スプロケットと、
前記第１スプロケットと前記第２スプロケットとの間に掛け渡され、両スプロケット間に回転力を伝達するチェーンと、を有し、
前記小歯車には、前記大歯車を介して、前記後輪の自転車を後方に進める向きの回転を阻止する第１ラチェットが設けられ、
前記荷重伝達部は、車体フレームに上下に揺動可能に支持されたL字状荷重伝達フレームと、L字状荷重伝達フレームと前記小歯車支持ブラケットとの間に介在する摺動ブラケットとを有し、
L字状荷重伝達フレームは、水平部と鉛直部とを有し、
前記水平部は、サドルが固定され、車体フレームの自転車の前後方向に延びる前後上フレーム部に対して、前端がピン支持されて、前記鉛直部が上下方向に揺動可能であり、前記小歯車支持ブラケットの上端に当接し、
前記鉛直部は、下端部に自転車の前後方向に延在する第１溝を有し、
前記小歯車支持ブラケットは、上下方向バーと、上下方向バーの下端から自転車前方向に延びる前後方向バーとを有するL字状であり、該上下方向バーの上端部において、前記小歯車が回転可能に支持され、該前後方向バーの上面には、自転車の前後方向に延在する第２溝が設けられ、
前記摺動ブラケットは、前記第１溝をころがり移動可能な第１ローラーと、前記第２溝をころがり移動可能な第２ローラーとを有し、
前記第１ラチェットを係合解除することにより、ペダルを足でこぐことのみにより後輪に推進力を伝達可能であり、
前記第１ラチェットを係合させることにより、登坂の際、
前記荷重伝達部の前記荷重受け面の自転車の前後方向調整位置に応じて、下方向きの荷重を利用して、足の負荷を軽減する、ことを特徴とする自転車。
【請求項２】
サドル近傍に、下方に延びる操作レバーが設けられ、操作レバーは、中間部において、車体フレームに対して回転可能に支持され、前端が前記操作レバーの下端部に連結された延長部材が設けられ、それにより、前記摺動ブラケットは、前記操作レバーの前後方向の移動により、さらに、第１ローラーおよび第２ローラーそれぞれが、前記第１溝および前記第２溝上をころがり移動可能に、前後方向の位置が調整可能である、請求項１に記載の自転車。
【請求項３】
第１ローラーは、前後方向に間隔を隔てて、一対設けられ、第２ローラーは、単一である、請求項２に記載の自転車。
【請求項４】
前記操作レバーには、上下方向に移動可能な係止ピンが設けられ、自転車の前後方向と直行する向きに延びる係止溝群が、車体フレームに設けられ、前記係止ピンを係止溝群のどの溝に係止させるかに応じて、前記操作レバーの傾斜角度が保持される、請求項２または３に記載の自転車。
【請求項５】
前記車体フレームは、前端に、チェーンを介して後スプロケットに連結され、ペダルにより回転可能な前スプロケットが回転可能に支持され、後端に、後スプロケットと一体回転可能な後輪車軸が回転可能に支持される前後下フレーム部を有し、さらに、前記後輪車軸を中心に揺動可能に設けられ、上端部において、前記第２スプロケットを回転可能に支持する第２スプロケット支持バーと、第２スプロケット支持バーを自転車の後向きに付勢する第１ばねとが設けられ、前記前後下フレーム部の後輪車軸支持位置後方には、第２スプロケット支持バーに向かって延びる第１回転規制部材が設けられる、請求項４に記載の自転車。
【請求項６】
前記前後下フレーム部の後輪車軸支持位置後方には、上方に延びる第２回転規制部材が設けられ、該第２回転規制部材は、前記小歯車支持ブラケットの自転車後ろ向きへの回転を規制する、請求項５に記載の自転車。
【請求項７】
前記車体フレームは、自転車の前後方向に延びる前後下フレーム部をさらに有し、前記操作レバーは、前記前後下フレーム部の前記後輪車軸の前方において、回転可能に支持される、請求項２に記載の自転車。
【請求項８】
さらに、前記第２スプロケット支持バーには、一端にローラー、他端にばねが設けられる張力付加ブラケットが、前記第２スプロケットの回転中心のまわりに回転可能に設けられ、該ローラーは、前記チェーンの内側に当てられ、前記ばねは、前記張力付加ブラケットの他端を前記第２スプロケット支持バー側に付勢するように設けられ、それにより、前記張力付加ブラケットは、前記ローラーを介して、前記チェーンに張力を付加する、請求項５に記載の自転車。
【請求項９】
前記小歯車は、前記大歯車の最上位レベルに設置される、請求項１に記載の自転車。
【請求項１０】
前記大歯車には、前記後輪の自転車を後方に進める向きの回転を阻止する第２ラチェットが設けられ、前記第２ラチェットは、前記前後下フレーム部の後端に設けられる、請求項７に記載の自転車。
【請求項１１】
さらに、自転車後部の荷台の重さが、前記荷重伝達部に対して伝達されるように設けられる、請求項１に記載の自転車。
【請求項１２】
前記小歯車支持ブラケットおよび前記L字状荷重伝達フレームはそれぞれ、一対をなし、それぞれが自転車の各側に設けられて、連結されている、請求項１に記載の自転車。
【請求項１３】
前記小歯車支持ブラケットおよび前記L字状荷重伝達フレームそれぞれの回転範囲は、１°ないし２°である、請求項１に記載の自転車。
【請求項１４】
前記操作レバーの下端部には、上下方向に延びるスリットが設けられ、前記延長部材の前端が、該スリットを介して、上下方向移動可能に設けられる、請求項３に記載の自転車。
【請求項１５】
前記第１スプロケットと前記第２スプロケットとの間のスパンおよび／または前記第１スプロケットの設置レベルは、前記下方向きの荷重に応じて、設定される、請求項５に記載の自転車。
【請求項１６】
前記第１ばねのバネ定数は、登坂の際、想定される最大傾斜角度に応じて設定される、請求項５に記載の自転車。
【請求項１７】
前記摺動ブラケットの自転車最前方位置は、登坂の際、想定される最大傾斜角度に応じて設定される、請求項５に記載の自転車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自転車に関し、より詳細には、人力で推進する自転車において、登坂の際、運転者の体重を利用することにより、足の負担を軽減することを可能にする自転車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、乗員の運転操作により人力で駆動され走行する自転車として、自転車が多用されている。自転車は、ペダルと、サドルと、ペダルが操作可能に設けられ、かつ、サドルおよび前後輪を支持する車体フレーム１２０とを有し、前輪および後輪はそれぞれ、車体フレーム１２０の前部および後部に設けられ、ペダル上の乗員の脚力が、ペダルに連結する前スプロケットと後輪と一体回転の後スプロケットとに跨るチェーンを介して、後輪に伝達されて、推進（駆動）されるように構成されている。
このような自転車において、上り坂の場合、登坂するのに乗員の脚力が要求され、特に高齢者にとって負担が大きい。
一方、下り坂の場合には、このような乗員の脚力は要求されないが、手動ブレーキを掛けながら下らないと、スピードが加速され、危険である。
【０００３】
この点、電動機でも走行可能な自転車、あるいはペダルでも走行可能な電動二輪車として、電動自転車、または、電気自転車が開発され、一方において、ペダルをこがなければモーターが働かない電動アシスト自転車も開発されている。
このようなタイプの自転車であれば、上り坂の場合、乗員の脚力に対する負担が軽減されるが、電動機等の駆動部、および電動機を駆動するバッテリーが別途必要であり、その分、コスト高となるとともに、保守点検頻度も増大する一方で、自転車自体の重量増となり、乗員の脚力に対する負担軽減効果もそれにより相殺されてしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以上の技術的問題点に鑑み、本発明の目的は、人力で推進する自転車において、登坂の際、運転者の体重を利用することにより、足の負担を軽減することを可能にする自転車を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の自転車は、
サドルを固定支持し、後輪と前輪とをそれぞれ回転可能に支持する車体フレームを有し、ペダルを足でこぐことにより後輪に推進力を伝達する自転車であって、
前記後輪と一体で回転可能に、前記後輪に対して前記後輪車軸を中心に同心状に設けられ、後輪径より小さい半径を有する大歯車と、
前記大歯車の前記後輪車軸より上のレベルにおいて、前記大歯車と外接して噛み合うように設けられた小歯車と、
前記後輪車軸を中心に揺動可能に設けられ、上端部において、前記小歯車を回転可能に支持し、下端部において、荷重受け面を有する小歯車支持ブラケットと、
前記車体フレームに対して、下方向きの荷重により下方に移動可能に支持され、前記荷重受け面において、自転車の前後方向に移動調整可能な荷重伝達部と、
前記小歯車と一体で回転可能に、前記小歯車と同心状に設けられる、第１スプロケットと、
前記第１スプロケットより自転車の後方側で、前記第１スプロケットの回転中心より低いレベルに回転中心が設けられる第２スプロケットと、
前記第１スプロケットと前記第２スプロケットとの間に掛け渡され、両スプロケット間に回転力を伝達するチェーンと、
前記小歯車には、前記大歯車を介して、前記後輪の自転車を後方に進める向きの回転を阻止する第１ラチェットが設けられ、
前記第１ラチェットを係合解除することにより、ペダルを足でこぐことのみにより後輪に推進力を伝達可能であり、
前記第１ラチェットを係合させることにより、登坂の際、
前記荷重伝達部の前記荷重受け面の自転車の前後方向調整位置に応じて、下方向きの荷重を利用して、足の負荷を軽減する、構成としている。
【０００６】
以上の構成を有する自転車において、後輪と一体で回転可能に、後輪に対して後輪車軸を中心に同心状に設けられ、後輪径より小さい半径を有する大歯車と、大歯車の後輪車軸より上のレベルにおいて、大歯車と外接して噛み合うように設けられた小歯車との関係において、自転車の運転者の自重は、サドル、荷重伝達部、荷重伝達部の荷重受け面、および小歯車支持ブラケットを介して小歯車、小歯車と噛み合う大歯車、かくして、後輪に伝達されるところ、小歯車と同心状に回転する第１スプロケット、第１スプロケットの回転中心より低いレベルに回転中心が設けられる第２スプロケット、両スプロケット間に回転力を伝達するチェーンが付設されていることから、自転車による登坂の際、第１ラチェットを係合させることにより、荷重伝達部の荷重受け面の自転車の前後方向調整位置に応じて、下方向きの荷重を利用して、足の負荷を軽減することが可能である。
【０００７】
また、前記荷重伝達部は、車体フレームに上下に揺動可能に支持されたL字状荷重伝達フレームと、L字状荷重伝達フレームと前記小歯車支持ブラケットとの間に介在する摺動ブラケットとを有し、
L字状荷重伝達フレームは、水平部と鉛直部とを有し、
前記水平部は、サドルが固定され、車体フレームの自転車の前後方向に延びる前後上フレーム部に対して、前端がピン支持されて、前記鉛直部が上下方向に揺動可能であり、前記小歯車支持ブラケットの上端に当接し、
前記鉛直部は、下端部に自転車の前後方向に延在する第１溝を有し、
前記小歯車支持ブラケットは、上下方向バーと、上下方向バーの下端から自転車前方向に延びる前後方向バーとを有するL字状であり、該上下方向バーの上端部において、前記小歯車が回転可能に支持され、該前後方向バーの上面には、自転車の前後方向に延在する第２溝が設けられ、
前記摺動ブラケットは、前記第１溝をころがり移動可能な第１ローラーと、前記第２溝をころがり移動可能な第２ローラーとを有するのでもよい。
【０００８】
さらに、サドル近傍に、下方に延びる操作レバーが設けられ、操作レバーは、中間部において、車体フレームに対して回転可能に支持され、前端が前記操作レバーの下端部に連結された延長部材が設けられ、それにより、前記摺動ブラケットは、前記操作レバーの前後方向の移動により、さらに、第１ローラーおよび第２ローラーそれぞれが、前記第１溝および前記第２溝上をころがり移動可能に、前後方向の位置が調整可能であるのがよい。
さらにまた、第１ローラーは、前後方向に間隔を隔てて、一対設けられ、第２ローラーは、単一であるのがよい。
加えて、前記操作レバーには、上下方向に移動可能な係止ピンが設けられ、自転車の前後方向と直行する向きに延びる係止溝群が、車体フレームに設けられ、前記係止ピンを係止溝群のどの溝に係止させるかに応じて、前記操作レバーの傾斜角度が保持されるのがよい。
【０００９】
また、前記車体フレームは、前端に、チェーンを介して後スプロケットに連結され、ペダルにより回転可能な前スプロケットが回転可能に支持され、後端に、後スプロケットと一体回転可能な後輪車軸が回転可能に支持される前後下フレーム部を有し、さらに、前記後輪車軸を中心に揺動可能に設けられ、上端部において、前記第２スプロケットを回転可能に支持する第２スプロケット支持バーと、第２スプロケット支持バーを自転車の後向きに付勢する第１ばねとが設けられ、前記前後下フレーム部の後輪車軸支持位置後方には、第２スプロケット支持バーに向かって延びる第１回転規制部材が設けられるのがよい。
【００１０】
さらに、前記前後下フレーム部の後輪車軸支持位置後方には、上方に延びる第２回転規制部材が設けられ、前記小歯車支持ブラケットの自転車後ろ向きへの回転を規制する第２回転規制部材が設けられるのがよい。
さらにまた、前記操作レバーは、前記前後下フレーム部の後方車軸の前方において、回転可能に支持されるのがよい。
さらに、前記第２スプロケット支持バーには、一端にローラー、他端にばねが設けられる張力付加ブラケットが回転可能に設けられるのがよい。
加えて、前記小歯車は、前記大歯車の最上位レベルに設置されるのがよい。
また、前記大歯車には、前記後輪の自転車を後方に進める向きの回転を阻止する第２ラチェットが設けられ、前記第２ラチェットは、前記前後下フレーム部の後端に設けられるのがよい。
【００１１】
さらに、自転車後部の荷台の重さが、前記荷重伝達部に対して伝達されるように設けられるのがよい。
また、前記小歯車支持ブラケットおよび前記L字状荷重伝達フレームはそれぞれ、一対をなし、それぞれが自転車の各側に設けられて、連結されているのがよい。
さらにまた、前記小歯車支持ブラケットおよび前記L字状荷重伝達フレームそれぞれの回転範囲は、１°ないし２°であるのがよい。
加えて、前記操作レバーの下端部には、上下方向に延びるスリットが設けられ、前記延長部材の前端が、該スリットを介して、上下方向移動可能に設けられるのがよい。
また、前記第１スプロケットと前記第２スプロケットとの間のスパンおよび／または前  また、プロケットの設置レベルは、前記下方向きの荷重に応じて、設定されるのがよい。
さらに、前記第１バネのバネ定数は、登坂の際、想定される最大傾斜角度に応じて設定されるのでもよい。
加えて、前記摺動ブラケットの自転車最前方位置は、登坂の際、想定される最大傾斜角度に応じて設定されるのでもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明に係る自転車の実施形態を図面を参照しながら、以下に詳細に説明する。
図１ないし図４にように、自転車１０は、車体フレーム１８と、前輪１６と、後輪１４とを備える。
【００１３】
より詳細には、サドル１２を固定支持し、後輪１４と前輪１６とをそれぞれ回転可能に支持する車体フレーム１８を有し、ペダル２０を足でこぐことにより後輪１４に推進力を伝達する自転車１０である。車体フレーム１８は、前端に、チェーン２３を介して後スプロケットに連結され、ペダル２０により回転可能な前スプロケット２１が回転可能に支持され、後端に、後スプロケットと一体回転可能な後輪車軸２２が回転可能に支持される前後下フレーム部７８を有する。
【００１４】
以下に本発明の特徴部である大歯車２４、小歯車２６、小歯車支持ブラケット３４、荷重伝達部３６、およびスプロケット機構について、説明する。いずれも材質は、通常の自転車に用いられる材質でよく、金属製、軽量性の観点から、硬質樹脂製でもよい。
後輪１４と一体で回転可能に、後輪１４に対して後輪車軸２２を中心に同心状に設けられ、後輪径より小さい半径を有する大歯車２４を有する。
大歯車２４の後輪車軸２２より上のレベルにおいて、大歯車２４と外接して噛み合うように設けられた小歯車２６を有する。小歯車２６は、大歯車２４の最上位レベルに設置される。大歯車２４と小歯車２６との歯数比は、後述するように、登坂の際、足の負担を軽減する観点から適宜に設定すればよい。
【００１５】
後輪車軸２２を中心に揺動可能に設けられ、上端部２８において、小歯車２６を回転可能に支持し、下端部３０において、荷重受け面３２を有する小歯車支持ブラケット３４を有する。
小歯車支持ブラケット３４は、上下方向バー６０と、上下方向バー６０の下端から自転車１０前方向に延びる前後方向バー６２とを有するL字状であり、上下方向バー６０の上端部２８において、小歯車２６が回転可能に支持され、前後方向バー６２の荷重受け面３２には、自転車１０の前後方向に延在する第２溝６４が設けられる。
【００１６】
車体フレーム１８に対して、下方向きの荷重（たとえば、運転者の自重）により下方に移動可能に支持され、荷重受け面３２において、自転車１０の前後方向に移動調整可能な荷重伝達部３６を有する。荷重伝達部３６は、車体フレーム１８に上下に揺動可能に支持されたL字状荷重伝達フレーム４６と、L字状荷重伝達フレーム４６と小歯車支持ブラケット３４との間に介在する摺動ブラケット４８とを有し、L字状荷重伝達フレーム４６は、水平部５０と鉛直部５２とを有し、水平部５０は、サドル１２が固定され、車体フレーム１８の自転車１０の前後方向に延びる前後上フレーム部５４に対して、前端５６がピン支持されて、鉛直部５２が上下方向に揺動可能であり、鉛直部５２は、下端部３１に自転車１０の前後方向に延在する第１溝５８を有する。
【００１７】
小歯車支持ブラケット３４およびL字状荷重伝達フレーム４６はそれぞれ、一対をなし、一対のそれぞれが自転車１０の各側に設けられて、上部で互いに連結されている。
摺動ブラケット４８は、第１溝５８をころがり移動可能な第１ローラー６６と、第２溝６４をころがり移動可能な第２ローラー６８とを有する。
第１ローラー６６は、摺動ブラケット４８の上部において、前後方向に間隔を隔てて、一対設けられ、摺動ブラケット４８の下部において、第２ローラー６８は、単一である。これにより、摺動ブラケット４８は、自転車の前後方向に移動可能に調整可能である。
【００１８】
小歯車２６と一体で回転可能に、小歯車２６と同心状に設けられる、第１スプロケット３８と、第１スプロケット３８より自転車１０の後方側で、第１スプロケット３８の回転中心より低いレベルに回転中心が設けられる第２スプロケット４０と、第１スプロケット３８と第２スプロケット４０との間に掛け渡され、両スプロケット間に回転力を伝達するチェーン４２とが設けられる。
さらに、後輪車軸２２を中心に揺動可能に設けられ、上端部において、第２スプロケット４０を回転可能に支持する第２スプロケット支持バー８０と、第２スプロケット支持バー８０を自転車１０の後向きに付勢する第１ばね８２とが設けられる。第２スプロケット支持バー８０には、一端に当てローラー８８、他端に張力付加ばね９０が設けられる張力付加ブラケット９２が回転可能に設けられる。チェーン４２に付着する潤滑油による運転者の衣服の汚れ等を防止する観点から、第１スプロケット３８と第２スプロケット４０との間に掛け渡され、両スプロケット間に回転力を伝達するチェーン４２に対して、全体を覆うカバー（図示せず）を設けるのがよい。
小歯車２６には、大歯車２４を介して、後輪１４の自転車１０を後方に進める向きの回転を阻止する第１ラチェット４４が設けられる。
【００１９】
以下に述べるように、第１ラチェット４４を係合解除することにより、ペダル２０を足でこぐことのみにより後輪１４に推進力を伝達可能であり、第１ラチェット４４を係合させることにより、登坂の際、荷重伝達部３６の荷重受け面３２の自転車１０の前後方向調整位置に応じて、下方向きの荷重を利用して、足の負荷を軽減するようにしている。
【００２０】
サドル１２近傍に、下方に延びる操作レバー７０が設けられ、操作レバー７０は、中間部において、車体フレーム１８に対して回転可能に支持され、前端７１が操作レバー７０の下端部７３に連結された延長部材７２が設けられ、それにより、摺動ブラケット４８は、操作レバー７０の前後方向の移動により、さらに、第１ローラー６６および第２ローラー６８それぞれが、第１溝５８および第２溝上をころがり移動可能に、前後方向の位置が調整可能である。操作レバー７０には、上下方向に移動可能な係止ピン７４が設けられ、自転車１０の前後方向と直交する向きに延びる係止溝群７６が、車体フレーム１８に設けられ、係止ピン７４を係止溝群７６のどの溝に係止させるかに応じて、操作レバー７０の傾斜角度が保持される。
【００２１】
操作レバー７０は、前後下フレーム部７８の後輪車軸位置の前方において、回転可能に支持される。操作レバー７０の下端部７３には、上下方向に延びるスリット９８が設けられ、延長部材７２の前端が、スリット９８を介して、上下方向移動可能に設けられる。
前後下フレーム部７８の後輪車軸支持位置後方には、第２スプロケット支持バー８０に向かって延びる第１回転規制部材８４が設けられる。
【００２２】
前後下フレーム部７８の後輪車軸支持位置後方、かつ、第１回転規制部材８４の前方には、上方に延びる第２回転規制部材８６が設けられ、小歯車支持ブラケット３４の自転車１０後ろ向きへの回転を規制する第２回転規制部材８６が設けられる。
より詳細には、第１回転規制部材８４に関し、図１において、第１バネ８２により、後輪車軸支持位置を中心に右側（第２スプロケット支持バー８０を水平にする向き）へ第２スプロケット支持バー８０が付勢されるが、第１回転規制部材８４の上端が第２スプロケット支持バー８０の右側回転の進み側側部に当たることにより、第１回転規制部材８４がこれ以上の第２スプロケット支持バー８０の右側回転を抑制するようにしている。
【００２３】
一方、第２回転規制部材８６に関し、図１において、後輪車軸支持位置を中心に右側へ上下方向バー６０が回転する際、第２回転規制部材８６の上端が、上下方向バー６０の右側回転の進み側側部に当たることにより、第２回転規制部材８６がこれ以上の上下方向バー６０の右側回転を抑制するようにし、それにより、第１スプロケット３８が第２スプロケット４０に近づき、両スプロケット間のチェーン４２が弛むのを抑制している。
第１回転規制部材８４および第２回転規制部材８６の自転車前後方向の設置位置および上端までの高さは、上述の機能を達成する観点から、適宜設定すればよい。
【００２４】
大歯車２４には、後輪１４の自転車１０を後方に進める向きの回転を阻止する第２ラチェット９４が設けられ、第２ラチェット９４は、前後下フレーム部７８の後端９５に設けられる。
【００２５】
小歯車支持ブラケット３４およびL字状荷重伝達フレーム４６それぞれの回転範囲は、１°ないし２°である。このような範囲とすることにより、摺動ブラケット４８は、小歯車支持ブラケット３４およびL字状荷重伝達フレーム４６それぞれの傾きに係わらず、第１ローラー６６が第１溝５８をころがり移動しつつ、第２ローラー６８が第２溝６４をころがり移動して、自転車の前後方向に移動可能である。
【００２６】
変形例として、第１スプロケット３８と第２スプロケット４０との間のスパンおよび／または第１スプロケット３８の設置レベルは、下方向きの荷重に応じて、設定されるのがよい。
変形例として、第１バネ８２のバネ定数は、登坂の際、想定される最大傾斜角度に応じて設定される。
変形例として、摺動ブラケット４８の自転車最前方位置は、登坂の際、想定される最大傾斜角度に応じて設定されるのがよい。
変形例として、サドル１２の位置、すなわち支持ピン１０２からサドル１２までの距離を調整してもよい。
変形例として、自転車後部の荷台９６の重さが、荷重伝達部３６に伝達されるように設けられるのでもよい。
【００２７】
以上の構成を有する自転車について、図１ないし図４を参照しながら、その作用を説明する。
（１）   平坦運転の際
たとえば、駐輪場から移動する際、第１ラチェット４４および第２ラチェット９４を解除することにより、自転車１０は通常通り、前進および後退が可能である。より詳細には、操作レバー７０を再前方に押し、摺動ブラケット４８を小歯車支持ブラケット３４の上下方向バー６０に最近接位置に移動させる。小歯車支持ブラケット３４は、前方に倒れるように移動し、チェーン４２を介して第2スプロケット支持バー８０と第１回転規制部材８４により阻止される。サドル１２と後輪車軸２２とは、第１ラチェット４４が解除されているので、フリーとなり、サドル１２の荷重は摺動ブラケット４８を介して、小歯車支持ブラケット３４から直接後輪車軸２２へと、通常の自転車１０の状態となる。
【００２８】
荷重が負荷されない状態で、小歯車支持ブラケット３４により、小歯車２６が接地面に対して、鉛直上方位置となるように位置決めされるとともに、摺動ブラケット４８は、小歯車支持ブラケット３４の前後方向バー６２において、上下方向バー６０に最近接位置に位置決めされる。
【００２９】
運転者の体重が、サドル１２を介して、Ｌ字荷重伝達フレーム４６に伝達され、Ｌ字荷重伝達フレーム４６はフレームピン１０２を中心に下方に移動し、Ｌ字荷重伝達フレーム４６の下端面に設けられた第２溝６４に第２ローラ―６８を介して摺動可能とされた摺動ブラケット４８は、操作レバー７０の下部に設けられたスリット９８に上下方向移動可能に設けられていることから、摺動ブラケット４８も下方に移動する。
摺動ブラケット４８の下方移動により、小歯車支持ブラケット３４は、後輪車軸２２を中心として、回転し、前後方向バー６２の下方移動により、上下方向バー６０は、図面上左方向へ回転しようとし、小歯車支持ブラケット３４の端部に回転可能に支持された小歯車２６のバランス調整が始まる。
小歯車２６は、第１ラチェット４４により、図面上左回転が阻止され、第２回転抑制部材８６と小歯車支持ブラケット３４との間隙Ｄの範囲内で、往復運動しながら、自己安定位置に静止保持される。
【００３０】
（２）   登坂運転の際
坂道の傾斜角度に応じて、操作レバー７０を後方に動かすことにより、係止溝群７６の所望位置に係止ピン７４を嵌め込むことにより、操作レバー７０を所望の角度位置に保持する。
それに応じて、摺動ブラケット４８が第１ローラー６６および第２ローラ―６８それぞれが、第１溝５８および第２溝６４をころがりながら、自転車１０の最後方位置から、前方の所定位置まで摺動する。
小歯車支持ブラケット３４において、後輪車軸２２中心から荷重負荷点までの距離と、後輪車軸２２中心から小歯車２６の中心までの距離との比に応じて、てこの原理で、運転者の体重による荷重が小歯車２６に負荷される。
【００３１】
第２ラチェット９４により、後輪１４は下る方向への回転が阻止されつつ、第2スプロケット４０は、第2スプロケット支持バー８０が第１バネ８２により第2スプロケット４０を下降させる向きに付勢するとともに、第2スプロケット４０の自重が働くことにより、自転車１０の後方側へ下降しようとする方向へ回転し、その回転力がチェーン４２を介して、小歯車２６に伝達される。なお、第2スプロケット４０の下降移動は、第２回転規制部材８６により、一定範囲に制限される。
小歯車２６は、バランス保持位置で、小歯車支持ブラケット３４の回転支持部を中心に回転し、小歯車２６と噛み合う後輪１４は、登坂する方向へ回転する。それにより、足の踏み込みによる登坂が軽減される。
【００３２】
その際、一端に張力付加バネ９０、他端に当てローラー８８が設けられた張力付加ブラケット９２により、張力付加ブラケット９２が第2スプロケット支持バー８０の方に付勢され、当てローラー８８がチェーン４２に張力を付加することにより、チェーン４２に弛みを生じることなく、第2スプロケット４０の回転力がチェーン４２を介して小歯車２６に伝達される。
運転者が自転車１０から降りると、体重が除荷され、それに応じて、小歯車支持ブラケット３４が後輪車軸２２を中心として、図面上右側に移動し、小歯車２６が第2スプロケット４０に近づく向きに移動し、チェーン４２が弛むことから、それを一定範囲に制限するのに、第２回転規制部材８６が設けられている。
【００３３】
以上の構成を有する自転車において、後輪と一体で回転可能に、後輪に対して後輪車軸を中心に同心状に設けられ、後輪径より小さい半径を有する大歯車と、大歯車の後輪車軸より上のレベルにおいて、大歯車と外接して噛み合うように設けられた小歯車との関係において、自転車の運転者の自重は、サドル、荷重伝達部、荷重伝達部の荷重受け面、および小歯車支持ブラケットを介して小歯車、小歯車と噛み合う大歯車、かくして、後輪に伝達されるところ、小歯車と同心状に回転する第１スプロケット、第１スプロケットの回転中心より低いレベルに回転中心が設けられる第２スプロケット、両スプロケット間に回転力を伝達するチェーンが付設されていることから、自転車による登坂の際、第１ラチェットを係合させることにより、荷重伝達部の荷重受け面の自転車の前後方向調整位置に応じて、下方向きの荷重を利用して、足の負荷を軽減することが可能である。
【００３４】
以上、本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明の範囲から逸脱しない範囲内において、当業者であれば、種々の修正あるいは変更が可能である。
たとえば、本実施形態において、小歯車２６は、大歯車２４に対して外接するものとして説明したが、それに限定されることなく、小歯車２６は、大歯車２４に対して内接するのでもよい。
たとえば、本実施形態において、小歯車２６は、大歯車２４の最上位レベルに設置されるものとして説明したが、それに限定されることなく、小歯車２６は、後輪車軸２２より上のレベルに設置されればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態による自転車１０を示す左側面図である。
【図２】本発明の実施形態による自転車１０の部分平面図である。
【図３】本発明の実施形態による自転車１０の平坦運転の場合の部分図である。
【図４】本発明の実施形態による自転車１０の登坂運転の場合の部分図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  自転車
１２  サドル
１４  後輪
１６  前輪
１８  車体フレーム
２０  ペダル
２２  後輪車軸
２４  大歯車
２６  小歯車
２８  上端部
３０  下端部
３２  荷重受け面
３４  小歯車支持ブラケット
３６  荷重伝達部
３８  第１スプロケット
４０  第２スプロケット
４２  チェーン
４４  第１ラチェット
４６  L字状荷重伝達フレーム
４８  摺動ブラケット
５０  水平部
５２  鉛直部
５４  前後上フレーム部
５６  前端
５８  第１溝
６０  上下方向バー
６２  前後方向バー
６４  第２溝
６６  第１ローラー
６８  第２ローラー
７０  操作レバー
７２  延長部材
７４  係止ピン
７６  係止溝群
７７  前スプロケット
７８  前後下フレーム部
８０  第２スプロケット支持バー
８２  第１ばね
８４  第１回転規制部材
８６  第２回転規制部材
８８  当てローラー
９０  張力付加ばね
９２  張力付加ブラケット
９４  第２ラチェット
９６  荷台
９８  スリット
１０１  小歯車の回転中心
１０２  前後上フレーム部の揺動中心
１０３  第２スプロケットの回転中心
１０４  操作レバーの揺動中心
【要約】      （修正有）【課題】人力で推進する自転車において、登坂の際、運転者の体重を利用することにより、足の負担を軽減することを可能にする自転車を提供する。【解決手段】サドルを固定支持し、後輪と前輪とをそれぞれ回転可能に支持する車体フレームを有し、ペダルを足でこぐことにより後輪に推進力を伝達する自転車であって、第１ラチェットを係合解除することにより、ペダルを足でこぐことのみにより後輪に推進力を伝達可能であり、前記第１ラチェットを係合させることにより、登坂の際、荷重伝達部の荷重受け面の自転車の前後方向調整位置に応じて、下方向きの荷重を利用して、足の負荷を軽減する、ことを特徴とする自転車。【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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