JP2009196572A - Bicycle with drive change-over device - Google Patents

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JP2009196572A JP2008042306A JP2008042306A JP2009196572A JP 2009196572 A JP2009196572 A JP 2009196572A JP 2008042306 A JP2008042306 A JP 2008042306A JP 2008042306 A JP2008042306 A JP 2008042306A JP 2009196572 A JP2009196572 A JP 2009196572A
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Tamio Murayama
民生 村山
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Kawamura Cycle Co Ltd
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Kawamura Cycle Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bicycle having a drive change-over device with a simple structure. <P>SOLUTION: This bicycle 2 has a main frame 4, a driving wheel, and a drive device. The drive device has a crank and the drive change-over device 28. The crank has a crank axle 34. The drive change-over device 28 has a driving gear 26, a free wheel mechanism 38 and a clutch mechanism 40. Rotation of the crank axle 34 is transmitted to the driving gear 36 via the free wheel mechanism 38. The clutch mechanism 40 has a first disk 52 and a second disk 54. The first disk 52 is integral with the driving gear 36. The second disk 54 is mounted so as to rotate together with the crank axle 34. By contact of the second disk 54 with the first disk 52, rotation of the second disk 54 is transmitted to the first disk 52. By rotation of the driving gear 36, the driving wheel is rotated. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、一方向きと前後両方向きとの駆動伝達切換装置を備えた自転車に関する。   The present invention relates to a bicycle provided with a drive transmission switching device in one direction and both front and rear directions.

自転車は、運転者がクランクを漕ぐことにより走行させられる。自転車では、一般にフリーホイール機構を備えている。この自転車は、クランクが一方向きに漕がれると前方に走行する。この自転車は、クランクが他方向きに漕がれるとフリーホイールにより駆動力の伝達が遮断される。これにより、クランクが他方向きに漕がれても後方に走行しない。この自転車の走行中にクランクを停止させた状態で惰性で前方に走行することが可能とされている。下り坂の走行では、クランクの回転を停止した状態で、運転者はこの自転車を走行させることができる。   The bicycle is driven by the driver rowing the crank. Bicycles generally have a freewheel mechanism. This bicycle runs forward when the crank is turned in one direction. In this bicycle, transmission of driving force is interrupted by the freewheel when the crank is turned in the other direction. Thereby, even if the crank is rolled in the other direction, it does not travel backward. It is possible to travel forward with inertia while the crank is stopped while the bicycle is traveling. In downhill running, the driver can run the bicycle with the crank stopped.

この自転車では、運転者がクランクを他方向きに漕いで逆回転させても、フリーホイールにより駆動輪に回転が伝えられない。この自転車を後退させる場合には、運転者が自転車から下りて、自転車を押して歩く必要がある。特に、障害者が運転する場合には、自転車を押す作業が重労働になる場合がある。歩行が困難な運転者では、自転車を後退させることはできない。   In this bicycle, even if the driver turns the crank in the other direction and reversely rotates, the rotation is not transmitted to the drive wheels by the free wheel. When the bicycle is moved backward, the driver needs to get off the bicycle and push the bicycle to walk. In particular, when a disabled person drives, the work of pushing a bicycle may become heavy labor. A driver who has difficulty walking cannot retreat the bicycle.

一方向きの駆動伝達機構と前後両方向きの駆動伝達機構とを備えた自転車が実用新案登録第３００５９７２号公報に記載されている。この自転車は、一方向のみの駆動伝達機構と両方向の駆動伝達機構とを切り替えて使用される。サイクルサッカー等で必要な時には、駆動伝達機構が切り替えられて使用される。
実用新案登録第３００５９７２号公報 A bicycle having a one-way drive transmission mechanism and a front-rear drive transmission mechanism is described in Utility Model Registration No. 3005972. This bicycle is used by switching between a drive transmission mechanism in only one direction and a drive transmission mechanism in both directions. When necessary in cycle soccer or the like, the drive transmission mechanism is switched and used.
Utility Model Registration No. 3005972

前述の自転車では、一方向きの駆動伝達機構と前後両方向きの駆動伝達機構の二系統の駆動伝達機構を備えている。この自転車は、二系統の駆動伝達機構を備えており、部品点数が多い。駆動伝達機構も複雑である。自転車の重量も大きい。   The aforementioned bicycle is provided with two systems of drive transmission mechanisms, one-way drive transmission mechanism and both front-rear drive transmission mechanisms. This bicycle has two drive transmission mechanisms and has a large number of parts. The drive transmission mechanism is also complicated. The weight of the bicycle is also heavy.

本発明の目的は、簡易な構造の駆動切換装置を備えた自転車の提供にある。   An object of the present invention is to provide a bicycle including a drive switching device having a simple structure.

本発明に係る自転車は、主フレームと、駆動輪と、駆動装置とを備えている。この駆動輪は、主フレームに回転可能に支持されている。この駆動装置は、クランク及び駆動切換装置を備えている。このクランクは、クランク軸を備えている。この駆動切換装置は、駆動歯車、フリーホイール機構及びクラッチ機構を備えている。このクランク軸の回転は、フリーホイール機構を介して駆動歯車に伝達されている。このフリーホイール機構は、クランク軸の一方向きの回転のみを駆動歯車に伝達しており、クランク軸の他方向きの回転は駆動歯車に伝達しないようにしている。クラッチ機構は、第一円板及び第二円板を備えている。この第一円板は、駆動歯車と一体にされている。この第二円板は、クランク軸と共に回転させられるように取り付けている。この第二円板が第一円板に接することにより、第二円板の回転が第一円板に伝達される。この第二円板が第一円板と離れることにより、第二円板の回転が第一円板に伝達されないように構成されている。この駆動歯車の回転により、駆動輪は回転させられる。   A bicycle according to the present invention includes a main frame, a drive wheel, and a drive device. The drive wheel is rotatably supported by the main frame. This drive device includes a crank and a drive switching device. This crank has a crankshaft. The drive switching device includes a drive gear, a free wheel mechanism, and a clutch mechanism. The rotation of the crankshaft is transmitted to the drive gear through a free wheel mechanism. This free wheel mechanism transmits only the rotation of the crankshaft in one direction to the drive gear, and prevents the rotation of the crankshaft in the other direction from being transmitted to the drive gear. The clutch mechanism includes a first disk and a second disk. This first disk is integrated with the drive gear. The second disk is attached so as to be rotated together with the crankshaft. When the second disk comes into contact with the first disk, the rotation of the second disk is transmitted to the first disk. When the second disk is separated from the first disk, the rotation of the second disk is not transmitted to the first disk. The drive wheel is rotated by the rotation of the drive gear.

好ましくは、本発明に係る自転車では、上記第一円板は歯車である。上記第二円板は、歯車である。この第一円板の歯と第二円板の歯とが噛み合って一体に回転させられるように構成されている。この第二円板は、クランク軸の軸方向にスライドして第一円板と噛み合っている。この第一円板の歯と第二円板の歯との回転を伝える作用線の方向は、クランク軸に垂直にされている。   Preferably, in the bicycle according to the present invention, the first disc is a gear. The second disk is a gear. The teeth of the first disc and the teeth of the second disc are engaged with each other and rotated integrally. The second disk slides in the axial direction of the crankshaft and meshes with the first disk. The direction of the action line that transmits the rotation of the teeth of the first disc and the teeth of the second disc is perpendicular to the crankshaft.

本発明に係る自転車では、駆動切換装置により、前進方向の駆動力のみを伝える一方向駆動伝達と、前進方向及び後退方向の駆動力を伝える両方向駆動伝達とが切り変え可能とされている。この自伝車では、従来の駆動伝達機構に簡易な機構の追加で、駆動切換が可能である。   In the bicycle according to the present invention, the one-way drive transmission for transmitting only the forward driving force and the bi-directional drive transmission for transmitting the forward and backward driving forces can be switched by the drive switching device. In this auto transmission vehicle, the drive can be switched by adding a simple mechanism to the conventional drive transmission mechanism.

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。   Hereinafter, the present invention will be described in detail based on preferred embodiments with appropriate reference to the drawings.

図１は、本発明の一実施形態に係る自転車２の正面図である。図１の左向きが、この自転車２の前方向きである。図１の右向きが、自転車２の後方向きである。この自転車２は、主フレーム４と、一対の前輪６と、一対の後輪８と、駆動装置１２とを備えている。この自転車２では、前輪６が操舵輪とされている。後輪８が駆動輪とされている。   FIG. 1 is a front view of a bicycle 2 according to an embodiment of the present invention. The leftward direction in FIG. 1 is the forward direction of the bicycle 2. The rightward direction in FIG. 1 is the rearward direction of the bicycle 2. The bicycle 2 includes a main frame 4, a pair of front wheels 6, a pair of rear wheels 8, and a drive device 12. In the bicycle 2, the front wheel 6 is a steering wheel. The rear wheel 8 is a drive wheel.

この主フレーム４は、前方に操舵部１０を備えている。主フレーム４は、上方にサドル１４を備えている。主フレーム４は、その前方にヘッドパイプ１６が備えられている。   The main frame 4 includes a steering unit 10 in front. The main frame 4 includes a saddle 14 on the upper side. The main frame 4 is provided with a head pipe 16 in front of it.

図２は、図１の自転車２の直進状態のリンク装置２２が示された平面図である。図２では、左向きが、この自転車２の前方向きである。右向きが、自転車２の後方向きである。図１及び図２に示すように、操舵部１０は、ハンドル１８、操舵軸２０及びリンク装置２２を備えている。ハンドル１８は棒状で両端が後方に向けて曲げられている。操舵軸２０は、丸棒状の形状をしている。ハンドル１８の中央が、操舵軸２０の上方端に固定されている。   FIG. 2 is a plan view showing the link device 22 in the straight traveling state of the bicycle 2 of FIG. In FIG. 2, the leftward direction is the forward direction of the bicycle 2. The right direction is the rear direction of the bicycle 2. As shown in FIGS. 1 and 2, the steering unit 10 includes a handle 18, a steering shaft 20, and a link device 22. The handle 18 has a rod shape and both ends are bent rearward. The steering shaft 20 has a round bar shape. The center of the handle 18 is fixed to the upper end of the steering shaft 20.

図２に示すように、主フレーム４は、その前方に水平方向左右に延びる前フレーム１７を備えている。このリンク装置２２は、第一リンク２２１、第二リンク２２２、第三リンク２２３及び一対の第四リンク２２４とを備えている。第一リンク２２１の一端は操舵軸２０と一体にされている。操舵軸２０の回転により、水平面上で操舵軸２０を中心に回転可能とされている。第一リンク２２１の他端には、第二リンク２２２の一端が水平面上に回転可能に取り付けられている。   As shown in FIG. 2, the main frame 4 includes a front frame 17 extending in the horizontal direction left and right in front of the main frame 4. The link device 22 includes a first link 221, a second link 222, a third link 223, and a pair of fourth links 224. One end of the first link 221 is integrated with the steering shaft 20. The rotation of the steering shaft 20 enables rotation about the steering shaft 20 on a horizontal plane. One end of the second link 222 is rotatably attached to the other end of the first link 221 on a horizontal plane.

第三リンク２２３の一端には、一方の第四リンク２２４の一端が水平面上に回転可能に取り付けられている。第三リンク２２３の他端には、他方の第四リンク２２４の一端が水平面上に回転可能に取り付けられている。一方の第四リンク２２４の他端は前フレーム１７の右端に水平面上に回転可能に取り付けられている。他方の第四リンク２２４の他端は前フレーム１７の左端に水平面上に回転可能に取り付けられている。図２に示されるように、この自転車２の直進状態では、第三リンク２２３と前フレーム１７は平行にされている。第三リンク２２３は、前フレーム１７より短い。この図２では、第三リンク２２３、一対の第四リンク２２４及び前フレーム１７を辺とする台形形状が形成されている。   One end of one fourth link 224 is rotatably attached to one end of the third link 223 on a horizontal plane. One end of the other fourth link 224 is rotatably attached to the other end of the third link 223 on a horizontal plane. The other end of one fourth link 224 is attached to the right end of the front frame 17 so as to be rotatable on a horizontal plane. The other end of the other fourth link 224 is rotatably attached to the left end of the front frame 17 on a horizontal plane. As shown in FIG. 2, in the straight traveling state of the bicycle 2, the third link 223 and the front frame 17 are parallel. The third link 223 is shorter than the previous frame 17. In FIG. 2, a trapezoidal shape having the third link 223, the pair of fourth links 224, and the front frame 17 as sides is formed.

第二リンク２２２の他端は第三リンク２２３の他端に回転可能に取り付けられている。この自転車２では、第二リンク２２２の他端、第三リンク２２３の他端及び他方の第四リンク２２４の一端が同軸に回転可能に取り付けられている。   The other end of the second link 222 is rotatably attached to the other end of the third link 223. In the bicycle 2, the other end of the second link 222, the other end of the third link 223, and one end of the other fourth link 224 are coaxially attached to be rotatable.

一対の前輪６は、主フレーム４の前方に位置している。一方の前輪６は、前フレーム１７の左端に位置している。他方の前輪６は、前フレーム１７の右端に位置している。前輪６は、第四リンク２２４の他端に取り付けられている前輪６は、水平方向を回転軸として回転可能に取り付けられている。図２では、前輪６は前後方向に転がるようにされている。   The pair of front wheels 6 are located in front of the main frame 4. One front wheel 6 is located at the left end of the front frame 17. The other front wheel 6 is located at the right end of the front frame 17. The front wheel 6 is attached to the other end of the fourth link 224, and the front wheel 6 is rotatably attached with the horizontal direction as a rotation axis. In FIG. 2, the front wheel 6 is configured to roll in the front-rear direction.

操舵軸２０は、ヘッドパイプ１６に操舵軸２０の軸線を回転軸として回転可能に支持されている。この自転車２では、操舵軸２０はヘッドパイプ１６にベアリングにより回転可能に支持されている。   The steering shaft 20 is supported by the head pipe 16 so as to be rotatable about the axis of the steering shaft 20 as a rotation axis. In the bicycle 2, the steering shaft 20 is rotatably supported on the head pipe 16 by a bearing.

一対の後輪８は、主フレーム４の後方に回転可能に取り付けられている。この自転車２では、主フレーム４を挟んでこの自転車２の左右側面に後輪８が回転可能に取り付けられている。後輪８は、前後方向に転がるように取り付けられている。後輪８は、図示しない回転軸の両端に取り付けられている。この回転軸は、一対の後輪８の間に図示しないデファレンシャル機構を備えている。   The pair of rear wheels 8 are rotatably attached to the rear of the main frame 4. In the bicycle 2, rear wheels 8 are rotatably attached to the left and right side surfaces of the bicycle 2 with the main frame 4 interposed therebetween. The rear wheel 8 is attached so as to roll in the front-rear direction. The rear wheel 8 is attached to both ends of a rotating shaft (not shown). The rotating shaft includes a differential mechanism (not shown) between the pair of rear wheels 8.

図３は、図１の自転車２の駆動切換装置２８の部分断面が示された底面図である。図１及び図３に示すように、駆動装置１２は、クランク２６、駆動切換装置２８、無端連条索としてのチェーン３０及び従動ギア３２を備えている。この従動ギア３２は、後輪８と同軸に回転させられる。この従動ギア３２は、後輪８の回転軸のデファレンシャル機構に回転を伝えるようにされている。この従動ギア３２の回転は、デファレンシャル機構を介して後輪８の回転軸に伝えられる。この回転軸の回転が、後輪８に伝えられる。   FIG. 3 is a bottom view showing a partial cross section of the drive switching device 28 of the bicycle 2 of FIG. As shown in FIGS. 1 and 3, the drive device 12 includes a crank 26, a drive switching device 28, a chain 30 as an endless continuous rope, and a driven gear 32. The driven gear 32 is rotated coaxially with the rear wheel 8. The driven gear 32 transmits the rotation to the differential mechanism of the rotating shaft of the rear wheel 8. The rotation of the driven gear 32 is transmitted to the rotating shaft of the rear wheel 8 through a differential mechanism. The rotation of the rotation shaft is transmitted to the rear wheel 8.

クランク２６は、クランク軸３４を備えている。クランク軸３４は、主フレーム４に回転可能に支持されている。クランク軸３４は、主フレーム４の左右方向に伸びている。このクランク２６が運転者により漕がれると、クランク２６はクランク軸３４を回転軸として回転する。   The crank 26 includes a crankshaft 34. The crankshaft 34 is rotatably supported by the main frame 4. The crankshaft 34 extends in the left-right direction of the main frame 4. When the crank 26 is turned by the driver, the crank 26 rotates with the crankshaft 34 as a rotation shaft.

駆動切換装置２８は、駆動歯車として駆動ギア３６、フリーホイール機構３８及びクラッチ機構４０を備えている。   The drive switching device 28 includes a drive gear 36, a free wheel mechanism 38, and a clutch mechanism 40 as drive gears.

駆動ギア３６は、クランク軸３４を回転軸として回転可能に取り付けられている。このクランク軸３４の回転軸は、水平方向である。駆動ギア３６と従動ギア３２との間には、チェーン３０が架け渡されている。   The drive gear 36 is rotatably attached with the crankshaft 34 as a rotation axis. The rotation axis of the crankshaft 34 is in the horizontal direction. A chain 30 is bridged between the drive gear 36 and the driven gear 32.

図４は、図３のIV-IV線に沿った断面図である。フリーホイール機構３８は、ラチェット歯車４２、ラチェット爪４４及び弾性体としての板ばね４６を備えている。駆動ギア３６の内部には、凹部４８が形成されている。この凹部４８は、クランク軸３４と同軸の円筒状の内周面を備えている。   4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. The freewheel mechanism 38 includes a ratchet gear 42, a ratchet pawl 44, and a leaf spring 46 as an elastic body. A recess 48 is formed in the drive gear 36. The recess 48 has a cylindrical inner peripheral surface that is coaxial with the crankshaft 34.

フリーホイール機構３８は、駆動ギア３６の内部に形成されている。ラチェット歯車４２の外周面には、ラチェット歯５０が形成されている。このラチェット歯５０は、図４の正面視で鋸歯状の形状である。このラチェット歯車４２は、クランク軸３４に固定されている。このラチェット歯車４２は、クランク軸３４とともに回転可能とされている。このラチェット歯車４２は、駆動ギア３６の凹部４８に位置している。ラチェット歯５０と凹部４８の内周面とが対向する位置関係にある。凹部４８の内周面には、円周方向等間隔に複数のラチェット爪４４が取り付けられている。このラチェット爪４４とラチェット歯５０の凹部４８の内周面との間には、弾性体としての板ばね４６が位置している。板ばね４６は、ラチェット爪４４をラチェット歯５０の向きに付勢している。   The free wheel mechanism 38 is formed inside the drive gear 36. Ratchet teeth 50 are formed on the outer peripheral surface of the ratchet gear 42. The ratchet teeth 50 have a sawtooth shape when viewed from the front in FIG. The ratchet gear 42 is fixed to the crankshaft 34. The ratchet gear 42 can rotate together with the crankshaft 34. The ratchet gear 42 is located in the recess 48 of the drive gear 36. The ratchet teeth 50 and the inner peripheral surface of the recess 48 are in a positional relationship facing each other. A plurality of ratchet claws 44 are attached to the inner peripheral surface of the recess 48 at equal intervals in the circumferential direction. A leaf spring 46 as an elastic body is located between the ratchet pawl 44 and the inner peripheral surface of the recess 48 of the ratchet tooth 50. The leaf spring 46 biases the ratchet pawl 44 toward the ratchet teeth 50.

図１及び図３に示すように、クラッチ機構４０は、第一円板としての内歯車５２、第二円板としての外歯車５４、弾性体としてのコイルばね５６、アーム５８、ワイヤー６０及び切換レバー６２を備えている。   As shown in FIGS. 1 and 3, the clutch mechanism 40 includes an internal gear 52 as a first disk, an external gear 54 as a second disk, a coil spring 56 as an elastic body, an arm 58, a wire 60, and a switching mechanism. A lever 62 is provided.

内歯車５２は、凹部を備えている。この凹部は、クランク軸３４と同軸の円筒状の内周面を備えている。この凹部の内周面には内歯５３が形成されている。内歯車５２は、駆動ギア３６に一体に固定されている。内歯車５２は、駆動ギア３６とともに回転可能に取り付けられている。   The internal gear 52 includes a recess. The recess has a cylindrical inner peripheral surface that is coaxial with the crankshaft 34. Inner teeth 53 are formed on the inner peripheral surface of the recess. The internal gear 52 is integrally fixed to the drive gear 36. The internal gear 52 is rotatably attached together with the drive gear 36.

外歯車５４には、その外周面に外歯５５が形成されている。この自転車２では、外歯車５４とクランク軸３４との間には図示しないキーが位置している。これにより、外歯車５４は、クランク軸３４に対して回り止めされている。外歯車５４は、クランク軸３４にその軸方向にスライド可能に支持されている。この外歯車５４は、クランク軸３４とともに回転可能とされている。   The external gear 54 has external teeth 55 formed on the outer peripheral surface thereof. In the bicycle 2, a key (not shown) is located between the external gear 54 and the crankshaft 34. Thereby, the external gear 54 is prevented from rotating with respect to the crankshaft 34. The external gear 54 is supported by the crankshaft 34 so as to be slidable in the axial direction. The external gear 54 can rotate together with the crankshaft 34.

内歯車５２と外歯車５４との間にはコイルばね５６が配置されている。このコイルばね５６はクランク軸３４に通されている。このコイルばね５６は、外歯車５４を内歯車５２から離れる向きに付勢している。   A coil spring 56 is disposed between the internal gear 52 and the external gear 54. The coil spring 56 is passed through the crankshaft 34. The coil spring 56 biases the external gear 54 in a direction away from the internal gear 52.

アーム５８は、略Ｌ字型の形状をしている。アーム５８は、主フレーム４に支持されている。アーム５８は、その略Ｌ字型の屈曲部を中心にして回動可能に支持されている。アーム５８の一端には、ワイヤー６０の一端が連結されている。アーム５８の他端は、外歯車５４に対向している。図３に示すように、外歯車５４の一方の面は、内歯車５２と対向している。アーム５８の他端は、外歯車５４の一方の面と反対側の面に対向している。   The arm 58 has a substantially L shape. The arm 58 is supported by the main frame 4. The arm 58 is supported so as to be rotatable about its substantially L-shaped bent portion. One end of the wire 60 is connected to one end of the arm 58. The other end of the arm 58 faces the external gear 54. As shown in FIG. 3, one surface of the external gear 54 faces the internal gear 52. The other end of the arm 58 faces the surface opposite to one surface of the external gear 54.

図１に示すように、ワイヤー６０の他端は切換レバー６２に連結されている。切換レバー６２は、操舵軸２０に支持されている。切換レバー６２は、操舵軸２０に近づく位置から遠ざかる位置に回動可能に支持されている。切換レバー６２は、近づく位置と遠ざかる位置とに位置切換可能に操舵軸２０に取り付けられている。この位置切換方法としては、ストッパーと切換レバー６２とを係合させるものが例示できる。位置切換方法は、切換レバー６２の位置を二位置に切換可能であればよい。   As shown in FIG. 1, the other end of the wire 60 is connected to a switching lever 62. The switching lever 62 is supported on the steering shaft 20. The switching lever 62 is rotatably supported at a position away from the position approaching the steering shaft 20. The switching lever 62 is attached to the steering shaft 20 so that the position can be switched between a position approaching and a position moving away. As this position switching method, a method of engaging the stopper and the switching lever 62 can be exemplified. Any position switching method may be used as long as the position of the switching lever 62 can be switched between two positions.

図１の自転車２では、クランク２６が運転者により漕がれ、クランク軸３４が一方向きに回転する。図４に示すように、クランク軸３４の回転により、ラチェット歯車４２が回転する。このラチェット歯車４２が自転車２を前進させる向きに回転する。図４において、時計回りにラチェット歯車４２が回転する。ラチェット歯車４２のラチェット歯５０とラチェット爪４４とが噛み合う。ラチェット歯車４２の回転により、駆動ギア３６が回転する。   In the bicycle 2 of FIG. 1, the crank 26 is wound by the driver, and the crankshaft 34 rotates in one direction. As shown in FIG. 4, the ratchet gear 42 is rotated by the rotation of the crankshaft 34. The ratchet gear 42 rotates in a direction for moving the bicycle 2 forward. In FIG. 4, the ratchet gear 42 rotates clockwise. The ratchet teeth 50 of the ratchet gear 42 and the ratchet pawl 44 are engaged with each other. The drive gear 36 is rotated by the rotation of the ratchet gear 42.

図１に示すように、駆動ギア３６の回転は、チェーン３０により、従動ギア３２に伝えられる。従動ギア３２の回転は、デファレンシャル機構を介して一対の後輪８を回転させる。この後輪８の駆動により、自転車２は走行させられる。   As shown in FIG. 1, the rotation of the drive gear 36 is transmitted to the driven gear 32 by the chain 30. The rotation of the driven gear 32 rotates the pair of rear wheels 8 via a differential mechanism. By driving the rear wheel 8, the bicycle 2 is caused to travel.

次に、クランク２６が運転者により漕がれ、クランク軸３４が他方向きに回転させられる。このラチェット歯車４２が自転車２を後退させる向きに回転させられる。図４において、反時計回りにラチェット歯車４２が回転させられる。ラチェット歯５０により、ラチェット爪４４は板ばね４６の付勢力に抗して、凹部４８の内周面向きに押し退けられる。ラチェット歯車４２のラチェット歯５０とラチェット爪４４との間で滑りが生じる。ラチェット歯車４２の回転は、駆動ギア３６に伝えられない。   Next, the crank 26 is wound by the driver, and the crankshaft 34 is rotated in the other direction. The ratchet gear 42 is rotated in a direction for moving the bicycle 2 backward. In FIG. 4, the ratchet gear 42 is rotated counterclockwise. By the ratchet teeth 50, the ratchet pawl 44 is pushed away toward the inner peripheral surface of the recess 48 against the urging force of the leaf spring 46. Slip occurs between the ratchet teeth 50 of the ratchet gear 42 and the ratchet pawl 44. The rotation of the ratchet gear 42 is not transmitted to the drive gear 36.

図１に示す切換レバー６２が、操舵軸２０から遠ざかる向きに引かれる。ワイヤー６０が切換レバー６２の向きに引かれる。図３に示すアーム５８がワイヤー６０に引かれて回動する。アーム５８の他端は、コイルばね５６の付勢力に抗して、外歯車５４を内歯車５２に近づける。外歯車５４の外歯５５と内歯車５２の内歯５３とが噛み合う。これにより、クランク軸３４が自転車２を前進する向きに回転させられても、後退する向きに回転させられても、いずれの向きに回転させられても駆動ギア３６が回転させられる。これにより、この自転車２は、クランク２６の回転により、前後両方向に走行可能である。   The switching lever 62 shown in FIG. 1 is pulled in a direction away from the steering shaft 20. The wire 60 is pulled in the direction of the switching lever 62. The arm 58 shown in FIG. 3 is pulled by the wire 60 and rotates. The other end of the arm 58 brings the external gear 54 closer to the internal gear 52 against the biasing force of the coil spring 56. The external teeth 55 of the external gear 54 mesh with the internal teeth 53 of the internal gear 52. As a result, the drive gear 36 is rotated regardless of whether the crankshaft 34 is rotated in the direction to advance the bicycle 2, rotated in the reverse direction, or rotated in any direction. As a result, the bicycle 2 can travel in both the front and rear directions by the rotation of the crank 26.

この自転車２では、この第一円板と第二円板とが接することで回転運動が伝達され、第一円板と第二円板とが離されることで回転運動が伝達されないように構成されている。この観点から、第一円板及び第二円板は、クランク軸３４の方向に対向する面に摩擦板を形成してもよい。第一円板及び第二円板がクランク軸３４の方向で対向する面に歯車を形成してもよい。第一円板と第二円板とが接することで、第一円板と第二円板とが一体に回転させられる。   The bicycle 2 is configured such that the rotational movement is transmitted when the first disk and the second disk are in contact with each other, and the rotational movement is not transmitted when the first disk and the second disk are separated. ing. From this point of view, the first disk and the second disk may form a friction plate on a surface facing the direction of the crankshaft 34. A gear may be formed on the surface where the first disk and the second disk face each other in the direction of the crankshaft 34. When the first disk and the second disk are in contact with each other, the first disk and the second disk are rotated together.

この自転車２では、内歯５３が外歯５５に伝える回転力の作用方向が、クランク軸３４の軸線方向に直交している。この自転車２では、内歯車５２と外歯車５４とが噛み合うことによる、内歯車５２と外歯車５４とが離れる方向への力が作用しない。この自転車２では、内歯車５２と外歯車５４との間で確実な動力の伝達ができる。   In the bicycle 2, the direction of the rotational force transmitted from the inner teeth 53 to the outer teeth 55 is orthogonal to the axial direction of the crankshaft 34. In this bicycle 2, the force in the direction in which the internal gear 52 and the external gear 54 separate due to the internal gear 52 and the external gear 54 meshing does not act. In the bicycle 2, reliable power transmission can be performed between the internal gear 52 and the external gear 54.

図５は、図３のV-V線に沿った断面図である。図５に示すように、アーム５８の他端は二つに分かれている。この他端は、アーム５８が第二円板を付勢する箇所である。この他端は、クランク軸３４の近傍に位置している。二つの他端の間に、クランク軸３４が位置している。これにより、外歯車５４は、アーム５８により、スムーズに内歯車５２に近づく向きに移動させられる。この観点から、この他端は、二つ以上の複数とされることが好ましい。複数の他端が、クランク軸３４を中心にして配置されることが好ましい。この他端は、コイルばね５６の付勢箇所よりクランク軸３４に近い位置とされることが好ましい。このアーム５８の他端は、弾性体による第二円板の付勢箇所よりクランク軸３４に近い位置とされることが好ましい。   FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. As shown in FIG. 5, the other end of the arm 58 is divided into two. The other end is where the arm 58 biases the second disk. The other end is located in the vicinity of the crankshaft 34. A crankshaft 34 is located between the two other ends. As a result, the external gear 54 is moved in a direction to approach the internal gear 52 smoothly by the arm 58. From this viewpoint, the other end is preferably two or more. The plurality of other ends are preferably arranged around the crankshaft 34. The other end is preferably positioned closer to the crankshaft 34 than the biasing point of the coil spring 56. The other end of the arm 58 is preferably positioned closer to the crankshaft 34 than the urging portion of the second disk by the elastic body.

図６（ａ）は図１の自転車２の外歯車５４の正面図であり、図６（ｂ）は外歯車５４の断面の側面図である。この図６（ｂ）で、左向きが内歯車５２に近づく向きである。図６（ｂ）に示されるように、この外歯５５の内歯車５２に対向しつつ近づく側面６４は、テーパ面で形成されている。この側面６４は、歯元側が内歯車５２に近く、歯先側が内歯車５２から遠ざかる向きに傾いている。図６（ｂ）の断面は、外歯５５の刃先から歯元までテーパ面で形成されている。これにより、内歯車５２の内歯５３と外歯車５４の外歯５５とがスムーズに噛み合う。   6A is a front view of the external gear 54 of the bicycle 2 of FIG. 1, and FIG. 6B is a side view of a cross section of the external gear 54. In FIG. 6B, the left direction is the direction approaching the internal gear 52. As shown in FIG. 6B, the side surface 64 of the external tooth 55 that approaches the internal gear 52 while facing it is formed as a tapered surface. The side surface 64 is inclined such that the tooth base side is close to the internal gear 52 and the tooth tip side is away from the internal gear 52. The cross section of FIG. 6B is formed with a tapered surface from the cutting edge of the external tooth 55 to the tooth base. Thereby, the internal teeth 53 of the internal gear 52 and the external teeth 55 of the external gear 54 mesh smoothly.

この自転車２は、一対の前輪６と一対の後輪８とを備えている。この自転車２は四輪自転車とされている。この自転車２は、前後両方向きのいずれの向きの走行も安定している。この自転車２は、リンク装置２２及びデファレンシャル機構を備えている。この自転車２のハンドル１８がきられる。このリンク装置２２では、旋回内周側に位置する前輪６が旋回外周側に位置する前輪６より大きくきられる。このデファレンシャル機構は、旋回内側の後輪８と旋回外側の後輪８とはその走行距離の差に応じて回転数に差を生じさせる。この自転車２は、旋回走行がスムーズに行われる。この自転車２は、一対の前輪６、一対の後輪８、リンク装置２２及びデファレンシャル機構を備えることにより、直進走行及び旋回走行が前後方向いずれの向きにもスムーズである。この自転車２には、四輪自転車の安定性と旋回走行の安定性を兼ね備えている。この自転車２は、この駆動切換装置２８をそなえる自転車として好適である。本発明に係る自転車は車椅子にも適している。   The bicycle 2 includes a pair of front wheels 6 and a pair of rear wheels 8. This bicycle 2 is a four-wheel bicycle. The bicycle 2 is stable in traveling in both the front and rear directions. The bicycle 2 includes a link device 22 and a differential mechanism. The handle 18 of the bicycle 2 is released. In the link device 22, the front wheel 6 positioned on the inner periphery side of the turn is larger than the front wheel 6 positioned on the outer periphery side of the turn. This differential mechanism causes a difference in rotational speed between the rear wheel 8 on the inner side of the turn and the rear wheel 8 on the outer side of the turn in accordance with the difference in travel distance. The bicycle 2 is smoothly turned. The bicycle 2 includes a pair of front wheels 6, a pair of rear wheels 8, a link device 22, and a differential mechanism, so that the straight traveling and the turning traveling are smooth in both the front and rear directions. The bicycle 2 has both the stability of a four-wheel bicycle and the stability of turning. The bicycle 2 is suitable as a bicycle having the drive switching device 28. The bicycle according to the present invention is also suitable for a wheelchair.

図１に示す切換レバー６２が、操舵軸２０に近づく位置に戻される。ワイヤー６０が弛み、コイルばね５６の付勢力により外歯車５４が内歯車５２から引き離される。外歯車５４がクランク軸３４に沿ってスライドすることで、アーム５８が回動してもとの位置に戻る。外歯車５４の外歯５５と内歯車５２の内歯５３との噛み合うが解除される。これにより、クランク軸３４が自転車２を後退する向きに回転させられても、駆動ギア３６は回転させられない。   The switching lever 62 shown in FIG. 1 is returned to the position approaching the steering shaft 20. The wire 60 is loosened, and the external gear 54 is pulled away from the internal gear 52 by the biasing force of the coil spring 56. When the external gear 54 slides along the crankshaft 34, it returns to its original position even if the arm 58 rotates. The meshing of the external teeth 55 of the external gear 54 and the internal teeth 53 of the internal gear 52 is released. Thereby, even if the crankshaft 34 is rotated in the direction in which the bicycle 2 is moved backward, the drive gear 36 is not rotated.

図１の自転車２は、クランク２６により駆動する。このクランク２６は、足で回転させられる。このクランク２６は、主フレーム４の上方に設置されて手動クランクとしてもよい。人力の駆動に代えて駆動ギア３６がモータにより駆動されてもよい。   The bicycle 2 in FIG. 1 is driven by a crank 26. This crank 26 is rotated by a foot. The crank 26 may be installed above the main frame 4 and may be a manual crank. The drive gear 36 may be driven by a motor instead of driving by human power.

この実施形態で示されるように、本発明に係る自転車では、一方向きと両方向きの駆動伝達の切換が可能である。従来のフリーホイール機構に簡単な機構の追加で一方向きと両方向きの駆動伝達が切換可能とされている。   As shown in this embodiment, in the bicycle according to the present invention, switching of drive transmission in one direction and both directions is possible. By adding a simple mechanism to the conventional freewheel mechanism, drive transmission in one direction and both directions can be switched.

本発明は、駆動切換装置を備えた、車椅子を含む自転車に適用されうる。   The present invention can be applied to a bicycle including a wheelchair provided with a drive switching device.

図１は、本発明の一実施形態に係る自転車の正面図であるFIG. 1 is a front view of a bicycle according to an embodiment of the present invention. 図２は、図１の自転車の直進時のリンク装置が示された平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a link device when the bicycle of FIG. 1 goes straight. 図３は、図１の自転車の駆動切換装置の部分断面が示された底面図である。3 is a bottom view showing a partial cross section of the drive switching device for the bicycle of FIG. 図４は、図３のIV-IV線に沿った断面図である。4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 図５は、図３のV-V線に沿った断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. 図６（ａ）は図１の自転車の外歯車の正面図であり、図６（ｂ）は外歯車の断面の側面図である。6A is a front view of the external gear of the bicycle in FIG. 1, and FIG. 6B is a side view of a cross section of the external gear.

符号の説明Explanation of symbols

２・・・自転車
４・・・主フレーム
６・・・前輪
８・・・後輪
１０・・・操舵部
１２・・・駆動装置
１４・・・サドル
１６・・・ヘッドパイプ
１７・・・前フレーム
１８・・・ハンドル
２０・・・操舵軸
２２・・・リンク装置
２２１・・・第一リンク
２２２・・・第二リンク
２２３・・・第三リンク
２２４・・・第四リンク
２６・・・クランク
２８・・・駆動切換装置
３０・・・チェーン
３２・・・従動ギア
３４・・・クランク軸
３６・・・駆動ギア
３８・・・フリーホイール機構
４０・・・クラッチ機構
４２・・・ラチェット歯車
４４・・・ラチェット爪
４６・・・板ばね
４８・・・凹部
５０・・・ラチェット歯
５２・・・内歯車
５３・・・内歯
５４・・・外歯車
５５・・・外歯
５６・・・コイルばね
５８・・・アーム
６０・・・ワイヤー
６２・・・切換レバー
６４・・・側面 2 ... bicycle 4 ... main frame 6 ... front wheel 8 ... rear wheel 10 ... steering part 12 ... drive device 14 ... saddle 16 ... head pipe 17 ... front Frame 18 ... Handle 20 ... Steering shaft 22 ... Link device 221 ... First link 222 ... Second link 223 ... Third link 224 ... Fourth link 26 ... Crank 28 ... Drive switching device 30 ... Chain 32 ... Driving gear 34 ... Crank shaft 36 ... Driving gear 38 ... Free wheel mechanism 40 ... Clutch mechanism 42 ... Ratchet gear 44 ... Ratchet claw 46 ... Plate spring 48 ... Recess 50 ... Ratchet tooth 52 ... Internal gear 53 ... Internal tooth 54 ... External gear 55 ... External tooth 56 ...・ Coil spring 58 ・ ・ ・ A 60 ... Wire 62 ... Switching lever 64 ... Side

Claims (2)

主フレームと、駆動輪と、駆動装置とを備えており、
この駆動輪が主フレームに回転可能に支持されており、
この駆動装置がクランク及び駆動切換装置を備えており、
このクランクがクランク軸を備えており、
この駆動切換装置が駆動歯車、フリーホイール機構及びクラッチ機構を備えており、
このクランク軸の回転がフリーホイール機構を介して駆動歯車に伝達されており、
このフリーホイール機構がクランク軸の一方向きの回転のみを駆動歯車に伝達しておりクランク軸の他方向きの回転は駆動歯車に伝達しないようにしており、
クラッチ機構が第一円板及び第二円板を備えており、
この第一円板が駆動歯車と一体にされており、
この第二円板がクランク軸と共に回転させられるように取り付けており、
この第二円板が第一円板に接することにより第二円板の回転が第一円板に伝達され、
この第二円板が第一円板と離れることにより第二円板の回転が第一円板に伝達されないように構成されており、
この駆動歯車の回転により、駆動輪が回転させられる自転車。 A main frame, a drive wheel, and a drive device;
This drive wheel is rotatably supported by the main frame,
The drive device includes a crank and a drive switching device,
This crank has a crankshaft,
The drive switching device includes a drive gear, a free wheel mechanism, and a clutch mechanism.
The rotation of this crankshaft is transmitted to the drive gear through the freewheel mechanism,
This free wheel mechanism transmits only rotation of the crankshaft in one direction to the drive gear, and prevents rotation of the crankshaft in the other direction from being transmitted to the drive gear.
The clutch mechanism includes a first disk and a second disk;
This first disc is integrated with the drive gear,
This second disk is attached so that it can rotate with the crankshaft,
When this second disk contacts the first disk, the rotation of the second disk is transmitted to the first disk,
The second disk is configured so that the rotation of the second disk is not transmitted to the first disk by separating from the first disk,
A bicycle in which the drive wheels are rotated by the rotation of the drive gear. 上記第一円板が歯車であり、
上記第二円板が歯車であり、
この第一円板の歯と第二円板の歯とが噛み合って一体に回転させられるように構成されており、
この第二円板がクランク軸の軸方向にスライドして第一円板と噛み合っており、
この第一円板の歯と第二円板の歯との回転を伝える作用線の方向がクランク軸に垂直にされている請求項１に記載の自転車。 The first disc is a gear;
The second disc is a gear;
The teeth of the first disk and the teeth of the second disk are engaged with each other and are rotated together.
This second disk slides in the axial direction of the crankshaft and meshes with the first disk,
The bicycle according to claim 1, wherein a direction of an action line for transmitting rotation of the teeth of the first disk and the teeth of the second disk is perpendicular to the crankshaft.
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