JP2006151377A - 自転車用クランク - Google Patents

Abstract

【課題】 従来の自転車はペダルを足で踏み込む動作で足にかかる負担は、ペダルが上部にある時に重く、下方へ回転するに従い軽くなり、一定でないため、向かい風や坂道、又長時間の走行で疲労が大きい。
【解決手段】 ペダルが上部にある時に、足にかかる負担を掛けずに走行するため、クランクがクランク軸の周りを摺動し回転する装置を設け、また、クランクが回転してペダルの位置が低くなり、負荷が比較的軽くなった位置から、クランクとクランク軸は摺動することなく、固定され回転することで、ペダルの踏みこむ力を低く抑えて走行が出来る自転車用クランクを提供する。
【選択図】図２

Description

本発明はペダルの踏み込む力を低く抑えて走行するための自転車用クランクに関する。

クランクの長さを増減させるものがある（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。
クランクを二分割し連結させたものがある（例えば、特許文献３参照。）。
クランクを直線状でなく形成したものがある（例えば、特許文献４参照。）。
特開平７−２７７２６６号 公報 特開平６−１５６３５６号 公報 特表２００１−５２１８５９号 公報 特開平２００３−１３７６６号 公報

自転車の推進力はペダルを踏み込む動作によりクランクが回転し、その回転が、クランク軸、チェーンホイールに伝わることにより得られる。

その推進力を得るために、ペダルを踏み込む動作で足にかかる負担は、ペダルの位置が上部で重く、クランクが回転し下方になるに従い軽くなる。

この様に、ペダルの踏み込むために要する力は一定でなく、そのため、ペダルの位置が上部のとき、足にかかる負荷が大きいため、向かい風や坂道、長時間の走行時に疲労が大きい。

本発明は、小さな踏み込む力で走行が可能な自転車を実現することを目的とするものである。

本発明は上記の目的を達成するため、クランクの一端でクランク軸との連結される部分に、クランクの回転の設定された範囲内は、ペダルを踏み込んでクランクを回転させても、クランクはクランク軸とは連結されずに、クランクだけをクランク軸の周りを摺動して回転し、その回転はクランクからクランク軸へは伝わらない装置を設けたものである。また、前記クランクの回転の設定された範囲外では、クランクはクランク軸と固定され、ペダルを踏み込めば、クランクはクランク軸に回転を伝える装置を設けた自転車用クランクである。

クランクはクランク軸との連結される部分に、クランクの回転で設定された範囲内はペダルを踏み込んでクランクを回転させても、クランク軸は回転しないため、この回転の範囲ではペダルを足で踏み込む力は、無負荷に近い動作になる。

上述のクランクの摺動する範囲を、ペダルの位置が上部あり、負荷の重い踏み込みを要する位置に設定すれば、この間を無負荷に近い足の踏み込む力で、ペダルをその間をこぐことが可能になる。

続いて、ペダルを踏み込む動作を行えば、クランクは回転して、ペダルの位置が低くなるため、ペダルを踏むに要する力は軽い状態になる。この状態に達したときに、クランクの回転で設定された範囲外とすれば、クランク軸の摺動して回転するのを停止して、クランクはクランク軸と連結し、クランクの回転がクランク軸に伝わり、また、チェーンホイールも回転され、自転車は負荷が軽い状態で走行ができる。

又更に、ペダルの踏み込みを行えば、クランクは回転してペダルの位置は最下部に達する。

また、もう一方にあるペダルによる踏み込み動作により、クランク軸が回転し、クランクが回転するため、ペダルは押し上げられて上部の位置になる。

その押し上げられる過程でクランクに設けられている摺動する装置にも伝達されるため、ペダルに乗せた足により、下向の力がペダルに作用するため、このクランクとクランク軸とが摺動する部分で、クランクは踏み込む時とは逆方向に摺動される。したがって、クランクとクランク軸の関係方位は初めの位置に戻る。

上述したように本発明の自転車用クランクを使用することで、強い踏み込む力を必要とされる範囲を、ペダルをこいで回転するクランクを、クランク軸との間で摺動させることで、無負荷に近い力でクランクだけを回転させる。また、ペダルの位置が低くなり踏む力が少なくてすむ位置からは摺動するのを停止させ、クランクはクランク軸と連結し、クランクの回転がクランク軸に伝わり、チエーンホイールが回転し，負荷の軽い状態で自転車は走行し、疲労の少ないない自転車用クランクを提供できる。

発明の実施するための最良の形態

以下本発明の実施の形態を図１〜図８に基いて説明する。

自転車のフレーム１に組み込まれているクランク軸５の両端に、ペダル３ａ，３ｂを有するクランク４ａ，４ｂを、緩みのないようにボルト７で十分に組み付ける。クランク４ａにはチェーンホイール２を有している。

クランク４ａ，４ｂのそれぞれに摺動する装置を設け、その装置はクランク摺動部４−１、クランク摺動部４−２で構成され、それらは内、外に組み込まれ、その接合面は滑らかに加工され、摺動し回転するように一体の円筒状に組み立てられ、ナット６により保持され、また、摺動する範囲を変えるために、調整部品８を用意できる。また、サイズの異なるクランク摺動部４−１，４−２と交換することで摺動する範囲を変えることができる。

図７ａから図７ｄに於いて、Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｗはクランクの方位を表したもので、方位Ｘから方位Ｙまでの間は、クランクはクランク軸の周りで摺動して回転をし、又、方位Ｙから方位Ｚはクランクとクランク軸とは、摺動することなく固定され回転することを表し、方位Ｗでは、クランクはクランク軸の回転により押し上げられる状態を表している。

クランク４ａの回転は最上部の方位Ｘより方位Ｙまでは無負荷に近い力で回転する。これは、ペダル３ａを足で踏み込む動作によりクランク４ａを回転させると、クラク摺動部４−１はクランク摺動部４−２と固定されることなく、クランク摺動部４−２の周りを摺動して回転するため、その回転は方位Ｘから方位Ｙ迄はクランク軸５へは伝はらない。したがって、この間はペダル４ａの踏み込みではクランク軸５を回転することはないので、自転車の走行には寄与しない。

方位Ｙを過ぎ、例えば、方位Ｚになれば、ペダル３ａの踏み込みでクランク４ａが回転して、クランク摺動部４−１とクランク摺動部４−２の凹凸部が接合しているため、クランク４ａとクランク軸５とは摺動することなく固定され、チエーンホイール２を回転させ自転車は走行する。方位Ｚでは方位Ｘ，Ｙよりペダル３ａの位置が低いために回転に要する踏み込み力は低くなる。

ペダル３ａの踏み込みでクランク４ａが回転し最下部至り、さらに、他方のペダル３ｂの踏み込でクランク軸５が回転され、クランク４ａは上方に押し上げられる。また、ペダル３ａに乗せた足の重さが下方に作用するため、クランク摺動部４−１は摺動部４−２で、前とは逆方向に摺動して回転し、クランク４ａとクランク軸５は方位Ｗの関係なる。

更にペダル４ｂの踏み込みでクランク４ａとクランク軸５の関係は初めの方位Ｘに戻る。

クランク４ａ，ｂの摺動する範囲を調整するために、調整部品８をクランク摺動部４−１、クランク摺動部４−２の間に取り付けることで設定することが出来る。また、サイズの異なるクランク摺動部４−１，４−２と交換することで摺動する範囲を変えることができる。極端な場合、摺動を無しとする事もできる。

クランク摺動部４−１とクランク摺動部４−２とが接合している部分に緩衝装置を組み込むことにより、自転車の走行時スムーズな乗り心地が得られる。この緩衝装置は圧縮型コイルバネ１０−１、伸長型コイルバネ１０−２の両方叉は片方を組み込むことにより、クランク４ａ、叉は、クランク４ｂの回転が摺動回転から摺動回転しない状態に移る時の衝撃を無くすのに役立つ。

本発明の自転車用クランクを自転車への取り付けは、本発明のクランクを両クランク軸へ取り付けても良いし、本発明のクランクと従来のクランクを一本ずつ取り付けても良い。

「本発明の実施形態を示す自転車のクランク部の組立図」である。 「同自転車側面から見たクランク部分の外観図１」である。 「同自転車側面のクランク部の分解図１」である。 「同自転車側面から見たクランク部分の外観図２」である。 「同自転車側面のクランク部の分解図２」である。 「摺動調整部品」である。 「同自転車のクランク摺動の概念図１」である。 「同自転車のクランク摺動の概念図２」である。 「同自転車のクランク摺動の概念図３」である。 「同自転車のクランク摺動の概念図４」である。 「緩衝装置」である。

符号の説明

１ 自転車のフレーム
２ チェーンホイール
３ａ ペダル
３ｂ ペダル
４ａ クランク
４ｂ クランク
４−１ クランク摺動部
４−２ クランク摺動部
５ クランク軸
６ ナット
７ ボルト
８ 調整部品
９ 緩衝部品
１０−１ 圧縮型コイルバネ
１０−２ 伸長型コイルバネ

Claims (3)

1. 自転車用のクランクとクランク軸を連結する部分に、ペダルを踏み込んで前記クランクを回転させても、該回転は設定された範囲では、前記クランクは前記クランク軸と連結されずに前記クランク軸の周りを前記クランクが摺動して回転し、また、前記の設定された範囲外では、前記クランクは前記クランク軸と固定され、前記ペダルを踏み込めば、前記クランクは前記クランク軸に回転を伝えるクランク摺動部を設けたことを特徴とする自転車用クランク。
2. 前記クランク摺動部に緩衝装置が組み込まれていることを特徴とする請求項１に記載の自転車用クランク。
3. 前記クランクと前記クランク軸とが摺動する部分に調整部品を取り付けることで、前記クランクが摺動して回転する範囲を変えて設定できることを特徴とする請求項１に記載の自転車用クランク。

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