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公開番号2024069155
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-21
出願番号2023187989
出願日2023-11-01
発明の名称足踏みペダル式自転車
出願人個人
代理人個人
主分類B62M 1/24 20130101AFI20240514BHJP(鉄道以外の路面車両)
要約【課題】自転車の駆動機構をペダルの足踏み動作によって効率向上する。
【解決手段】自転車1において、回転支点210の廻り回動可能な足踏みペダルロッド21を設け、後輪12の軸両側のフリーホイール15に駆動チェーン35を巻掛けして該駆動チェーン両端に接続するケーブル311をペダルロッド中間に接続すると共に他端に逆転プーリーを介してケーブル33の両端を接続し、
双方のペダル22を交互に踏み込む動作によって車輪を駆動して自転車を前進せしめるようにし、変速操作機40の操作レバー42により操作ケーブル41を介してペダルロッドの変速機を操作して駆動ケーブル30の連結位置253をスライド移動させることにより、足踏み動作による駆動トルクを変えてスムーズな走行を可能とする。
【選択図】図1



特許請求の範囲【請求項1】
車体フレーム、前輪、後輪、車両シート、ハンドルバーを備えた自転車において、
ペダルを具えた左右一対の足踏みペダルロッドを足踏み動作により回転支点の軸廻りに上下回動可能に設け、
前輪又は後輪の軸の両側にそれぞれフリーホイールを設け、
これら2つのフリーホイールをそれぞれ駆動する駆動チェーンを設けた駆動ケーブルの両端をそれぞれ2つのペダルロッドの中間位置に連結すると共に、
それぞれのフリーホイールに巻掛けした駆動チェーンの他端を連結するケーブルを逆転プーリーを経由して反転せしめ、
双方のペダルロッドのペダルを交互に踏み込む動作によって駆動ケーブルを介して車輪を駆動して自転車を前進せしめるようにしたことを、特徴とするペダル踏み込み式自転車。
続きを表示(約 1,600 文字)【請求項2】
前記2つのペダルロッドにそれぞれ変速機を設けると共に車体フレームに変速操作機を設け、
上記変速機は、ペダルロッドに沿ってスライド可能なスライドギアプレートを設けて、該スライドギアプレートに前記駆動ケーブルの連結部を設けて駆動ケーブルのペダルロッドに対する連結位置をペダルロッドに沿って移動可能とし、
上記変速操作機は、操作レバーにより前後に摺動可能なスライドベースを設け、該スライドベースと前記スライドギアプレートを操作ケーブルで連結し、
該操作レバーの前後移動操作によってスライドベースをスライド移動して前記駆動ケーブルのペダルロッドとの連結位置を移動させてペダルロッドの回転支点からの距離を変更することにより、変速操作を可能としたことを特徴とする請求項1記載のペダル踏み込み式自転車。
【請求項3】
変速機の前記スライドギアプレートに相対してガイドギアプレートを設けてそれらの相対する側に相互に噛み合う鋸歯状部を設けると共に両者の密着、離間によってスライド移動又はロック可能とし、
前記左右のペダルロッド間にプーリーを介して配置したリターンケーブルの両端をペダルロッドに接続して、ペダルロッドの上下踏込みストロークの範囲を一定に規制すると共に該リターンケーブルを介して働く張力によって前記スライドギアプレートをガイドギアプレートに押圧密着せしめてスライド移動を係止し、
変速操作機の操作レバーのスライドおよび傾動操作に対して
ペダル踏み込み動作に伴うペダル踏み込み側の駆動ケーブルから前記連結部を介してスライドギアプレートに働く張力によりガイドギアプレートとの間の押圧力を加えて両者の鋸歯状部の噛み合いによりロックすると共に、踏み込み動作による引っ張り力が作用しない側では駆動ケーブルから連結部を介した張力が働かない状態でリターンケーブルによる押圧密着力に抗して操作ケーブを介してスライドギアプレートをスライド移動せしめ、
左右ペダルの交互の踏み込み動作により、変速を行うことを特徴とする請求項2記載の、ペダル踏み込み式自転車。
【請求項4】
前記変速操作機のスライドベースの操作レバーを傾動可能とすると共に、該操作レバー先端に相対するラチェット歯列を設けて操作レバー傾動操作により操作レバー先端と該ラチェット歯列との間でスライドベースの一方向のスライド移動を許容すると共に反対方向に移動をロックするラチェット機構とし、
上記スライドベースにラチェット歯列に対して回動して噛み合うラチェットレバーを設け、該ラチェットレバーを復帰スプリングによってラチェット歯列に噛合させてロックし、前記操作レバーの傾動操作によって該ラチェットレバーのロックを開放すると共に、該操作レバーの傾動を復帰することによってラチェットレバーをロック状態に復帰させるようにし、
操作レバーを介して行う変速操作において、
スライドベースの1方向のスライド移動をラチェットレバーとガイドギアプレートとの噛み合いを復帰スプリングに抗してラチェット機構により可能とすると共に、
逆方向のスライド移動は、操作レバーの逆方向の傾動操作によりラチェットレバーのロックを開放してスライドベースをラチェット歯半ピッチ分スライド移動させると同時に操作レバー先端をラチェット歯に当接してロックし、
次いで操作レバーの復帰操作より操作レバー先端とラチェット歯のロックを開放してラチェット歯半ピッチ移動する同時にラチェットレバーを回動してロック状態に復帰させ、
この操作を左右交互のペダル踏み込み動作に伴って行うことにより変速する、
ことを特徴とする請求項2乃至3記載の、ペダル踏み込み式自転車。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、ペダルの足踏み動作によって駆動する自転車に関し、特に足の上下踏込み動作によって車輪を駆動する自転車に関する。
続きを表示(約 2,500 文字)【背景技術】
【0002】
従来の自転車は、フランス人のシブラックによって1790年に作られて以来改良されて今日に至るが、当初は操向ステアリング装置のない設計であり、車輪を回転駆動する機構もなく、実用性に乏しいものであって一部の人が娯楽に供するものでしかなかった。
その後、時代と共に開発・改良が重ねられ、各部の構造や機能も完成度を高め、目的に応じてさまざまなタイプの自転車が派生して今日に至っている。
【0003】
しかしながら、現在の伝統的な自転車は、駆動機構において足でペダルを踏んでクランクを介して漕ぐ動作を回転に変えて車輪を駆動するため、人間工学的に合理的なものではなかった。
すなわち、クランクが回転して垂直状態から水平状態を経て垂直となる半周の間は、ペダルを踏み込む力はクランクを介して駆動力となり、水平状態のとき最大トルクを出力するが、次いでクランクが回転して垂直状態から元の垂直状態に戻る半周ではペダルを踏み込む力は働かず、また、これらのペダルを漕ぐ動作はクランクの回転に沿って行われるために円滑なものではなかった。
【0004】
第2の問題点は、ペダルを踏み込む力を最大限に駆動力に生かせないということであった。従来の自転車ではシートに腰掛けて乗車しており、ペダルを踏み込んで漕ぐ際もその体重はシートによって支持され、ペダルを踏み込む力もシートのクッション効果によって減殺され、駆動力として十分に活かされなかった。
人間工学的にはペダルを踏み込む際に体重を掛けてペダルを踏み込むのであって、このとき大腿部の筋力は最大限に発揮されて駆動力となるのであるから、上記したクランクの回転動作に沿ってペダルを漕ぐ動作は、その力を円滑に発揮できず、効率的でもない。
【0005】
このため、従来の足漕ぎ式自転車について、踏み込みの力を効率よく自転車の前進させる駆動力に変換することを期待して多くの研究が行われており、足踏み式などの構造も試みられているが、足踏み動作から駆動力への変換効率が低く、踏み込み動作が円滑に行えず、また、変速機能がない等の問題があって実用に至っていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
特開昭61-163078号公報
特開2003-327190号公報
実開昭53-37156号公報
特開2017-88657号公報
特開昭58-16971号公報
特開昭59-67187号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、車体フレーム、前輪、後輪、車両シート、ハンドルバーを備えた自転車の構成において、前記の問題に鑑み、ペダルの足踏み動作によって効率よく、駆動力を発揮できるペダル式変速自転車を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
車体フレーム、前輪、後輪、車両シート、ハンドルバーを備えた自転車において、
ペダルを具えた左右一対の足踏みペダルロッドを足踏み動作により回転支点の軸廻りに上下回動可能に設け、
前輪又は後輪の軸の両側にそれぞれフリーホイールを設け、
これら2つのフリーホイールをそれぞれ駆動する駆動チェーンを設けた駆動ケーブルの両端をそれぞれ2つのペダルロッドの中間位置に連結すると共に、
それぞれのフリーホイールに巻掛けした駆動チェーンの他端を連結するケーブルを逆転ホイールを経由して反転せしめ、
双方のペダルロッドのペダルを交互に踏み込む動作によって駆動ケーブルを介して車輪を駆動して自転車を前進せしめるようにし、
【0009】
さらに、上記2つのペダルロッドにそれぞれ変速機を設けると共に車体フレームに変速操作機を設け、
上記変速機は、ペダルロッドに沿ってスライド可能なスライドギアプレートを設けて、駆動ケーブルの連結部を該スライドギアプレートに設けて駆動ケーブルのペダルロッドに対する連結位置をペダルロッドに沿って移動可能とし、
上記変速操作機は、操作レバーにより前後に摺動可能なスライドベースを設け、該スライドベースと前記スライドギアプレートを操作ケーブルで連結し、
該操作レバーの前後移動操作によってスライドベースをスライド移動して前記駆動ケーブルのペダルロッドとの連結位置を移動させてペダルロッドの回転支点からの距離を変更することにより、ペダル踏み込みによって車輪を駆動するトルクを変更可能とし、
【0010】
さらに、変速機の前記スライドギアプレートに相対してガイドギアプレートを設けてそれらの相対する側に相互に噛み合う鋸歯状部を設けると共に両者の密着、離間によってスライド移動又はロック可能とし、
前記左右のペダルロッド間にプーリーを介して配置したリターンケーブルの両端を左右のペダルロッドに接続して、ペダルロッドの上下踏込みストロークの範囲を一定に規制すると共に該リターンケーブルを介して働く張力によって前記スライドギアプレートをガイドギアプレートに押圧密着せしめてスライド移動を係止し、
変速操作を行うに際しては、ペダル踏み込み動作に伴いペダル踏み込み側の駆動ケーブルから前記連結部を介してスライドギアプレートに張力が働くことによりガイドギアプレートとの間の押圧力を加えて両者の鋸歯状部の噛み合いによりロックすると共に、踏み込み動作による引っ張り力が作用しない側では駆動ケーブルから連結部を介した張力が働かず相互の鋸歯状部の噛み合いが相対的に緩いことにより、前記リターンケーブルによる両者の押圧密着力に抗して操作ケーブを介してスライドギアプレートをスライド移動せしめ、
変速操作部の操作レバーのスライド移動及び傾動操作して操作ケーブルを介して行う以上の変速を左右ペダルの交互の踏み込み動作に伴って交互にスライド移動して行う。
(【0011】以降は省略されています)

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