1.本发明涉及一种自行车，更详细而言，涉及一种用人力来使其前进的自行车，该自行车在爬坡时，通过利用骑行人的体重，能够减轻脚部的负担。


背景技术：

2.一直以来，自行车作为通过乘员的骑行操作而用人力驱动行驶的自行车被广泛使用。自行车具有踏板、鞍座和车身框架120，在该车身框架上以可操作的方式设置有踏板且该车身框架对鞍座和前后轮进行支承，并且该自行车构成为，前轮和后轮分别被设置于车身框架120的前部和后部，乘员在踏板上的腿部力量经由横跨连结于踏板的前链轮和与后轮一体旋转的后链轮的链条被传递至后轮，从而使自行车前进(驱动)。对于这样的自行车而言，在上坡的情况下，为了进行爬坡而要求乘员的腿部力量，尤其对于老年人而言负担较大。另一方面，在下坡的情况下，虽然不要求乘员像这样的腿部力量，但如果不一边施加手动制动器一边下坡，则车速就会被加速而造成危险。
3.在这方面，作为也能利用电动机行驶的自行车或者也能利用踏板行驶的电动二轮车，开发出了电动自行车或者电气自行车，另一方面，还开发出了如果不踩踏踏板马达就不会启动的电动助力自行车。如果为这种类型的自行车，在上坡的情况下，虽然能够减轻对乘员的腿部力量的负担，但另外需要电动机等驱动部以及驱动电动机的电池，相应地，成本增加并且维护检查频率也增大，另一方面，自行车自身的重量会增大，对乘员的腿部力量减轻负担的效果也因此会被抵消。


技术实现要素：

[发明所要解决的技术问题]
[0004]
鉴于以上技术的问题点，本发明的目的在于，提供一种用人力来使其前进的自行车，该自行车在爬坡时，通过利用骑行人的体重，能够减轻脚部的负担。[用于解决技术问题的技术方案]
[0005]
为了解决上述技术问题，本发明的自行车构成为：具有车身框架，该车身框架用于固定支承鞍座，并且将后轮和前轮以分别能够旋转的方式进行支承，该自行车通过用脚部踩踏踏板而向后轮传递推动力，其特征在于，具有大齿轮、小齿轮、小齿轮支承支架、载荷传递部、第1链轮、第2链轮和链条，其中，所述大齿轮以能够与所述后轮一体旋转的方式，相对于所述后轮以所述后轮车轴为中心被设置为同心状，且具有小于后轮半径的半径；所述小齿轮被设置为，在所述大齿轮的比所述后轮车轴靠上方的位置上，以外切的方式与所述大齿轮啮合；
所述小齿轮支承支架以所述后轮车轴为中心可摆动地设置，在上端部，将所述小齿轮以可旋转的方式进行支承，在下端部具有载荷承受面；所述载荷传递部以能够通过朝向下方的载荷向下移动的方式被所述车身框架支承，在所述载荷承受面上能够沿自行车的前后方向移动调整；所述第1链轮以能够与所述小齿轮一体旋转的方式，与所述小齿轮设置为同心状；所述第2链轮位于比所述第1链轮靠自行车的后方侧，且在比所述第1链轮的旋转中心低的位置上设置有旋转中心；所述链条被架设于所述第1链轮与所述第2链轮之间，且在两链轮之间传递旋转力，在所述小齿轮上设置有第1棘轮，所述第1棘轮经由所述大齿轮来阻止所述后轮使自行车向后方行进的方向上的旋转，通过解除所述第1棘轮的卡合，仅通过用脚部踩踏踏板而能够向后轮传递推动力，通过使所述第1棘轮卡合，在爬坡时，根据所述载荷传递部在所述载荷承受面沿自行车的前后方向调整的位置，利用朝向下方的载荷来减轻脚部的负荷。
[0006]
对于具有以上结构的自行车而言，在大齿轮与小齿轮的关系中，自行车的骑行人的自重经由鞍座、载荷传递部、载荷传递部的载荷承受面以及小齿轮支承支架被传递至小齿轮、与小齿轮啮合的大齿轮，从而被传递至后轮，此时，由于附设有与小齿轮呈同心状旋转的第1链轮、在比第1链轮的旋转中心低的位置上设置有旋转中心的第2链轮、向两链轮之间传递旋转力的链条，因此，在自行车进行爬坡时，通过使第1棘轮卡合，根据载荷传递部在载荷承受面沿自行车的前后方向调整的位置，能够利用朝向下方的载荷来减轻脚部的负荷，其中，所述大齿轮以能够与后轮一体旋转的方式，相对于后轮以后轮车轴为中心被设置为同心状，且具有小于后轮径的半径；所述小齿轮被设置为，在大齿轮的比后轮车轴靠上方的位置上，以外切的方式与大齿轮啮合。
[0007]
另外，可以为：所述载荷传递部具有l字状载荷传递框架和滑动支架，其中，所述l字状载荷传递框架以能够上下摆动的方式被车身框架支承；所述滑动支架介于l字状载荷传递框架与所述小齿轮支承支架之间，l字状载荷传递框架具有水平部和铅锤部，所述水平部用于固定鞍座，其前端被车身框架的沿自行车的前后方向延伸的前后上框架部销支承，所述铅锤部能够沿上下方向摆动，且抵接于所述小齿轮支承支架的上端，所述铅锤部在下端部具有沿自行车的前后方向延伸的第1槽，所述小齿轮支承支架为具有上下方向杆和从上下方向杆的下端向自行车前方延伸的前后方向杆的l字状，所述小齿轮以可旋转的方式被该上下方向杆的上端部支承，在该前后方向杆的上表面上设置有沿自行车的前后方向延伸的第2槽，所述滑动支架具有第1辊和第2辊，其中，所述第1辊能够在所述第1槽上滚动移动；所述第2辊能够在所述第2槽上滚动移动。
[0008]
还可以为：在鞍座附近设置有向下方延伸的操作杆，操作杆在中间部以可旋转的方式被车身框架支承，设置有前端与所述操作杆的下端部连结的延长部件，由此，所述滑动支架通过所述操作杆的前后方向上的移动，还能够以使第1辊和第2辊分别能在所述第1槽和所述第2槽上滚动移动的方式来调整前后方向上的位置。
还可以为：第1辊以在前后方向上隔开间隔的方式设置有一对，第2辊为单个辊。除此以外，还可以为：在所述操作杆上设置有能够沿上下方向移动的卡止销，沿与自行车的前后方向正交的方向延伸的卡止槽组被设置于车身框架，根据使所述卡止销卡止于卡止槽组中的槽来保持所述操作杆的倾斜角度。
[0009]
另外，可以为：所述车身框架具有前后下框架部，通过踏板能够旋转的前链轮以可旋转的方式被前后下框架部的前端支承，前链轮经由链条而与后链轮连结，能够与后链轮一体旋转的后轮车轴以可旋转的方式被前后下框架部的后端支承，还设置有第2链轮支承杆和第1弹簧，其中，所述第2链轮支承杆以所述后轮车轴为中心可摆动地设置，在上端部以可旋转的方式支承所述第2链轮；所述第1弹簧对第2链轮支承杆向自行车的后方施力，在所述前后下框架部的后轮车轴支承位置后方设置有朝向第2链轮支承杆延伸的第1旋转限制部件。
[0010]
还可以为：在所述前后下框架部的后轮车轴支承位置后方设置有向上方延伸的第2旋转限制部件，用于限制所述小齿轮支承支架向自行车后方的旋转。还可以为：所述操作杆以可旋转的方式在所述前后下框架部的后方车轴的前方被支承。还可以为：在所述第2链轮支承杆上以可旋转的方式设置有张力施加支架，在其一端设置有辊，在其另一端设置有弹簧。除此以外，还可以为：所述小齿轮被设置于所述大齿轮的最上方的位置。另外，可以为：在所述大齿轮上设置有第2棘轮，其阻止所述后轮的使自行车向后方行进的方向上的旋转，所述第2棘轮被设置于所述前后下框架部的后端。
[0011]
还可以为：自行车后部的载物台的重量被设置为能够向所述载荷传递部进行传递。另外，可以为：所述小齿轮支承支架和所述l字状载荷传递框架分别形成一对，且分别被设置于自行车的各一侧并进行连结。还可以为：所述小齿轮支承支架和所述l字状载荷传递框架各自的旋转范围为1
°
至2
°
。除此以外，还可以为：在所述操作杆的下端部设置有沿上下方向延伸的狭缝，所述延长部件的前端经由该狭缝以能够沿上下方向移动的方式设置。另外，可以为：所述第1链轮与所述第2链轮之间的跨距和/或所述第1链轮的设置位置能够根据所述朝向下方的载荷来进行设定。还可以为：所述第1弹簧的弹簧常数根据在爬坡时所假设的最大倾斜角度来进行设定。除此以外，还可以为：所述滑动支架的在自行车最前方的位置根据在爬坡时所假设的最大倾斜角度来进行设定。
附图说明
[0012]
图1是表示本发明的实施方式所涉及的自行车10的左视图。图2是本发明的实施方式所涉及的自行车10的局部俯视图。图3是本发明的实施方式所涉及的自行车10的平路骑行的情况下的局部图。
图4是本发明的实施方式所涉及的自行车10的爬坡骑行的情况下的局部图。[附图标记说明]10：自行车；12：鞍座；14：后轮；16：前轮；18：车身框架；20：踏板；22：后轮车轴；24：大齿轮；26：小齿轮；28：上端部；30：下端部；32：载荷承受面；34：小齿轮支承支架；36：载荷传递部；38：第1链轮；40：第2链轮；42：链条；44：第1棘轮；46：l字状载荷传递框架；48：滑动支架；50：水平部；52：铅锤部；54：前后上框架部；56：前端；58：第1槽；60：上下方向杆；62：前后方向杆；64：第2槽；66：第1辊；68：第2辊；70：操作杆；72：延长部件；74：卡止销；76：卡止槽组；77：前链轮；78：前后下框架部；80：第2链轮支承杆；82：第1弹簧；84：第1旋转限制部件；86：第2旋转限制部件；88：抵接辊；90：张力施加弹簧；92：张力施加支架；94：第2棘轮；96：载物台；98：狭缝；101：小齿轮的旋转中心；102：前后上框架部的摆动中心；103：第2链轮的旋转中心；104：操作杆的摆动中心。
具体实施方式
[0013]
下面，一边参照附图一边详细地说明本发明所涉及的自行车的实施方式。如图1至图4所示，自行车10具有车身框架18、前轮16和后轮14。
[0014]
更详细而言，自行车10具有用于固定支承鞍座12并且将后轮14和前轮16以分别能够旋转的方式进行支承的车身框架18，该自行车10通过用脚部踩踏踏板20而向后轮14传递推动力。车身框架18具有前后下框架部78，前链轮21以可旋转的方式被前后下框架部78的前端支承，前链轮21经由链条23而与后链轮连结，且通过踏板20能够旋转，能够与后链轮一体旋转的后轮车轴22以可旋转的方式被前后下框架部78的后端支承。
[0015]
下面说明作为本发明的特征部的大齿轮24、小齿轮26、小齿轮支承支架34、载荷传递部36和链轮机构。所有部件的材质可以为通常的自行车所使用的材质，可以为金属制，从轻量性的观点考虑，也可以为硬质树脂制。自行车10具有大齿轮24，其以能够与后轮14一体旋转的方式，以后轮车轴22为中心相对于后轮14设置为同心状，且具有小于后轮径的半径。自行车10具有小齿轮26，其被设置在大齿轮24的比后轮车轴22靠上方的位置上，以外切的方式与大齿轮24啮合。小齿轮26被设置于大齿轮24的最上方的位置。大齿轮24与小齿轮26的齿数比如之后说明的那样，从在爬坡时减轻脚部的负担的观点考虑适当地进行设定即可。
[0016]
自行车10具有小齿轮支承支架34，其以后轮车轴22为中心可摆动地设置，在上端部28，将小齿轮26以可旋转的方式进行支承，在下端部30具有载荷承受面32。小齿轮支承支架34为具有上下方向杆60和从上下方向杆60的下端向自行车10前方延伸的前后方向杆62的l字状，小齿轮26以可旋转的方式被上下方向杆60的上端部28支承，在前后方向杆62的载荷承受面32上设置有沿自行车10的前后方向延伸的第2槽64。
[0017]
自行车10具有载荷传递部36，其以能够通过朝向下方的载荷(例如，骑行人的自重)向下方移动的方式被车身框架18支承，在载荷承受面32上，载荷传递部36能够沿自行车10的前后方向移动调整。载荷传递部36具有l字状载荷传递框架46和滑动支架48，其中，所述l字状载荷传递框架46以能够上下摆动的方式被车身框架18支承；所述滑动支架48介于l字状载荷传递框架46与小齿轮支承支架34之间，l字状载荷传递框架46具有水平部50和铅
锤部52，水平部50用于固定鞍座12，其前端56被车身框架18的沿自行车10的前后方向延伸的前后上框架部54销支承，铅锤部52能够沿上下方向摆动，铅锤部52在下端部31具有沿自行车10的前后方向延伸的第1槽58。
[0018]
小齿轮支承支架34和l字状载荷传递框架46分别形成一对，且形成一对的小齿轮支承支架34和l字状载荷传递框架46分别被设置于自行车10的各一侧，在上部相互进行连结。滑动支架48具有第1辊66和第2辊68，其中，所述第1辊66能够在第1槽58上滚动移动；所述第2辊68能够在第2槽64上滚动移动。第1辊66在滑动支架48的上部，以在前后方向上隔开间隔的方式设置有一对，在滑动支架48的下部，第2辊68为单个辊。由此，滑动支架48能够以可沿自行车的前后方向移动的方式进行调整。
[0019]
设置有第1链轮38、第2链轮40和链条42，其中，所述第1链轮38以能够与小齿轮26一体旋转的方式，与小齿轮26设置为同心状；所述第2链轮40位于比第1链轮38靠自行车10的后方侧，且在比第1链轮38的旋转中心低的位置上设置有旋转中心；所述链条42被架设于第1链轮38与第2链轮40之间，且在两链轮之间传递旋转力。还设置有第2链轮支承杆80和第1弹簧82，其中，所述第2链轮支承杆80以后轮车轴22为中心可摆动地设置，在上端部，将第2链轮40以可旋转的方式进行支承；所述第1弹簧82对第2链轮支承杆80向自行车10的后方施力。在第2链轮支承杆80上以可旋转的方式设置有张力施加支架92，在其一端设置有抵接辊88，在其另一端设置有张力施加弹簧90。从防止附着于链条42的润滑油造成骑行人的衣服的污染等的观点考虑，可以设置有覆盖整个链条42的罩(未图示)，所述链条42被架设于第1链轮38与第2链轮40之间，且在两链轮之间传递旋转力。在小齿轮26上设置有第1棘轮44，所述第1棘轮44经由大齿轮24来阻止后轮14的使自行车10向后方行进的方向上的旋转。
[0020]
如以下所说明的那样，通过解除第1棘轮44的卡合，仅用脚部踩踏踏板20，从而能够向后轮14传递推动力，通过使第1棘轮44卡合，在爬坡时，根据载荷传递部36在载荷承受面32沿自行车10的前后方向调整的位置，利用朝向下方的载荷来减轻脚部的负荷。
[0021]
在鞍座12附近设置有向下方延伸的操作杆70，操作杆70在中间部以可旋转的方式被车身框架18支承，设置有前端71与操作杆70的下端部73连结的延长部件72，由此，滑动支架48通过操作杆70的前后方向上的移动，还能够以使第1辊66和第2辊68分别能在第1槽58和第2槽上滚动移动的方式来调整前后方向的位置。在操作杆70上设置有能够沿上下方向移动的卡止销74，沿与自行车10的前后方向正交的方向延伸的卡止槽组76被设置于车身框架18，能够根据使卡止销74卡止于卡止槽组76中的某个槽来保持操作杆70的倾斜角度。
[0022]
操作杆70以可旋转的方式在前后下框架部78的后轮车轴位置的前方被支承。操作杆70的下端部73设置有沿上下方向延伸的狭缝98，延长部件72的前端经由狭缝98以能够沿上下方向移动的方式设置。在前后下框架部78的后轮车轴支承位置后方设置有朝向第2链轮支承杆80延伸的第1旋转限制部件84。
[0023]
在前后下框架部78的后轮车轴支承位置后方且第1旋转限制部件84的前方，设置
有向上方延伸的第2旋转限制部件86，该第2旋转限制部件86用于限制小齿轮支承支架34向自行车10后方的旋转。更详细而言，关于第1旋转限制部件84，在图1中，通过第1弹簧82以后轮车轴支承位置为中心向右侧(使第2链轮支承杆80成为水平的方向)对第2链轮支承杆80施力，但通过第1旋转限制部件84的上端抵接于第2链轮支承杆80的向右侧旋转的行进侧侧部，从而使第1旋转限制部件84抑制第2链轮支承杆80进一步向右侧旋转。
[0024]
另一方面，关于第2旋转限制部件86，在图1中，在以后轮车轴支承位置为中心向右侧旋转上下方向杆60时，第2旋转限制部件86的上端抵接于上下方向杆60的向右侧旋转的行进侧侧部，从而第2旋转限制部件86抑制上下方向杆60进一步向右侧旋转，由此，抑制第1链轮38接近第2链轮40而使两链轮之间的链条42松弛的情况。对于第1旋转限制部件84和第2旋转限制部件86的自行车前后方向的设置位置和距上端的高度而言，从实现上述的功能的观点考虑，可以适当地设定。
[0025]
在大齿轮24上设置有第2棘轮94，其阻止后轮14的使自行车10向后方行进的方向上的旋转，第2棘轮94被设置于前后下框架部78的后端95。
[0026]
小齿轮支承支架34和l字状载荷传递框架46各自的旋转范围为1
°
至2
°
。通过设置为这样的范围，滑动支架48与小齿轮支承支架34及l字状载荷传递框架46各自的斜率无关，能够一边使第1辊66在第1槽58上滚动移动一边使第2辊68在第2槽64上滚动移动，从而沿自行车的前后方向移动。
[0027]
作为变形例，第1链轮38与第2链轮40之间的跨距和/或第1链轮38的设置位置可以根据朝向下方的载荷来进行设定。作为变形例，第1弹簧82的弹簧常数能够根据在爬坡时所假设的最大倾斜角度来进行设定。作为变形例，滑动支架48的在自行车最前方的位置可以根据在爬坡时所假设的最大倾斜角度来进行设定。作为变形例，可以对鞍座12的位置，即从支承销102至鞍座12的距离进行调整。作为变形例，自行车后部的载物台96的重量可以被设置为能够向载荷传递部36进行传递。
[0028]
一边参照图1至图4一边说明具有以上结构的自行车的作用。(1)平路骑行时例如，在从自行车停放处移动时，通过解除第1棘轮44和第2棘轮94，自行车10会像通常那样能够前进和后退。更详细而言，将操作杆70进一步向前方推压，使滑动支架48移动至与小齿轮支承支架34的上下方向杆60最接近的位置。小齿轮支承支架34以向前方倾动的方式移动，经由链条42被第2链轮支承杆80和第1旋转限制部件84阻止。鞍座12和后轮车轴22因第1棘轮44的解除而成自由状态，从而成为鞍座12的载荷经由滑动支架48从小齿轮支承支架34直接到达后轮车轴22的通常的自行车10的状态。
[0029]
在没有负载的状态下，通过小齿轮支承支架34，小齿轮26被定位为位于接地面的铅锤上方位置，并且滑动支架48在小齿轮支承支架34的前后方向杆62上被定位在与上下方向杆60最接近的位置。
[0030]
骑行人的体重经由鞍座12被传递至l字载荷传递框架46，l字载荷传递框架46以框
架销102为中心向下移动，经由第2辊68能够在设置于l字载荷传递框架46的下端面的第2槽64中滑动的滑动支架48被设置于能够沿设置于操作杆70的下部的狭缝98上下方向移动，因此滑动支架48也向下移动。通过滑动支架48向下移动，小齿轮支承支架34以后轮车轴22为中心进行旋转，通过前后方向杆62向下移动，上下方向杆60想要在附图上向左进行旋转，从而开始进行以可旋转的方式被小齿轮支承支架34的端部支承的小齿轮26的平衡调整。小齿轮26被第1棘轮44阻止在附图上向左进行旋转，在第2旋转限制部件86与小齿轮支承支架34之间的间隙d的范围内，一边往复运动一边被静止保持于自己稳定的位置。
[0031]
(2)爬坡骑行时通过根据坡道的倾斜角度，将操作杆70向后移动，由此将卡止销74嵌入卡止槽组76的所希望的位置，从而将操作杆70保持于所希望的角度位置。与此相对应，滑动支架48的第1辊66和第2辊68分别一边在第1槽58和第2槽64中进行滚动一边从自行车10的最后方位置滑动至前方的规定位置。在小齿轮支承支架34上，根据从后轮车轴22中心至负载点的距离与从后轮车轴22中心至小齿轮26的中心的距离之比，利用杠杆的原理，由骑行人的体重所产生的载荷被小齿轮26负载。
[0032]
在通过第2棘轮94阻止后轮14向下坡方向旋转的同时，第2链轮支承杆80被第1弹簧82朝向使第2链轮40下降的方向施力，并且通过第2链轮40的自重发挥的作用，第2链轮40想要朝着向自行车10的后侧下降的方向进行旋转，该旋转力经由链条42被传递至小齿轮26。此外，第2链轮40的下降移动被第2旋转限制部件86限制在一定范围内。小齿轮26在保持平衡的位置，以小齿轮支承支架34的旋转支承部为中心进行旋转，从而与小齿轮26啮合的后轮14朝向爬坡的方向进行旋转。由此，能够减轻通过脚部的踩踏而实现的爬坡。
[0033]
此时，通过在一端设置有张力施加弹簧90，在另一端设置有抵接辊88的张力施加支架92，张力施加支架92被向第2链轮支承杆80的方向施力，通过抵接辊88对链条42施加张力，能够将第2链轮40的旋转力经由链条42传递至小齿轮26，而不会使链条42产生松弛。当骑行人从自行车10下车时，体重的载荷被去除，与此相对应，小齿轮支承支架34以后轮车轴22为中心，在附图上向右侧移动，小齿轮26朝向接近第2链轮40的方向移动，链条42变得松弛，因此，为了将其限制在一定范围内，设置有第2旋转限制部件86。
[0034]
对于具有以上结构的自行车而言，在大齿轮与小齿轮的关系中，自行车的骑行人的自重经由鞍座、载荷传递部、载荷传递部的载荷承受面以及小齿轮支承支架被传递至小齿轮、与小齿轮啮合的大齿轮，从而被传递至后轮，此时，由于附设有与小齿轮呈同心状旋转的第1链轮、在比第1链轮的旋转中心低的位置上设置有旋转中心的第2链轮、在两链轮之间传递旋转力的链条，因此，在自行车进行爬坡时，通过使第1棘轮卡合，根据载荷传递部在载荷承受面沿自行车的前后方向调整的位置，能够利用朝向下方的载荷来减轻脚部的负荷，其中，所述大齿轮以能够与后轮一体旋转的方式，相对于后轮以后轮车轴为中心设置为同心状，且具有小于后轮径的半径，所述小齿轮被设置为，在大齿轮的比后轮车轴靠上方的位置上，以外切的方式与大齿轮啮合。
[0035]
以上，详细地说明了本发明的实施方式，但本领域技术人员能够在不脱离本发明
范围的范围内进行各种修改或者变更。例如，在本实施方式中，说明了小齿轮26相对于大齿轮24外切的情况，但并不限定于此，小齿轮26也可以相对于大齿轮24内切。例如，在本实施方式中，说明了小齿轮26被设置于大齿轮24的最上方的位置的情况，但并不限定于此，小齿轮26只要被设置于比后轮车轴22靠上方的位置即可。