JP2007223590A - 自転車のボトム・ブラケット・アセンブリ - Google Patents

Abstract

【課題】従来の技術よりも簡単かつ実用的で、信頼性の高いアセンブリを提供する。
【解決手段】自転車のボトム・ブラケット・アセンブリ（１）が、長手軸心Ｘ−Ｘを所定の方向に沿って延伸させて有するととともに、第１の端部（４）および第２の端部（３）を有しているシャフト（２）と、第１の端部（４）に近接する位置においてインナ・リング（４１０）にシャフト（２）が挿入されるとともに、アウタ・リング（４１１）がハウジングボックス（１０）の第１の端部（１２）に組み合わせられた第１のアダプタ（４２）に結合されている第１の軸受（４１）と、第２の端部（３）に近接する位置においてインナ・リング（３１０）にシャフト（２）が挿入されるとともに、アウタ・リング（３１１）がハウジングボックス（１０）の第２の端部（１１）に組み合わせられた第２のアダプタ（３２）に結合されている第２の軸受（３１）とを有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、自転車のボトム・ブラケット・アセンブリに関する。

公知のとおり、自転車のボトム・ブラケット・アセンブリは、シャフトおよびシャフトの両端に組み合わせられた２つのクランク・アームを有している。シャフトは、クランク・アームとは別個の部品として製作可能であり、あるいは２つのクランク・アームのうちの一方と一緒に１つの部品として製作することが可能である。

自転車のボトム・ブラケット・アセンブリにおいて、クランク・アームとシャフトとを一体に結合させてなり、あるいはクランク・アームとシャフトとを１つの部品として製作してなる構成部品は、典型的には、クランク・アーム・アセンブリという表現で特定される。

ボトム・ブラケット・アセンブリは、シャフトを自転車のフレームに適切に設けられたハウジングボックスに収容することによって、自転車に取り付けられる。ハウジングボックスに対するボトム・ブラケット・アセンブリの回転は、１対の転がり軸受にシャフトが挿入されることによって達成される。それぞれの軸受は、シャフトにおいてクランク・アームに近接するそれぞれのシャフト本体部に配置されている。ボトム・ブラケット・アセンブリが自転車のフレームに取り付けられたとき、それぞれの軸受が、シャフトとフレームに適切に設けられたハウジングボックスとの間で機能するように配置される。

典型的には、シャフトへの軸受の取り付けシステムは、軸受が、ひとたびシャフトに取り付けられたならば、自転車のフレームに設けられたハウジングボックスにおいてボトム・ブラケット・アセンブリの正確な配置のための正確な基準を提供することができ、かつハウジングボックスの存在しうる寸法誤差および／または考えられるシャフトの膨張を、自転車のフレームに対するボトム・ブラケット・アセンブリの正確な位置決めを損なうことなく補償できるように、検討されている。

特許文献１には、それぞれがクランク・アームをそれぞれの半シャフトと一体に形成している２つのクランク・アセンブリを有するボトム・ブラケット・アセンブリが記載されている。図２に示されているように、２つの半シャフトが互いに入れ子に結合されており、両者の間に軸受（右側の軸受）のインナ・リングを固定している。一方で、他方の軸受（左側の軸受）のインナ・リングは、シャフトに対して軸心方向に自由に平行移動可能である。両方の軸受のアウタ・リングの軸心方向の平行移動は、それぞれのアダプタによってハウジングボックスの内側方向にしないようにされており、外側方向の移動については自由である。このボトム・ブラケット・アセンブリにおいては、インナ・リングが固定されている方の軸受（右側の軸受）が、自転車のフレームのハウジングボックスにボトム・ブラケット・アセンブリを取り付けるために基準を備えている一方で、インナ・リングが自由に平行移動できる方の軸受（左側の軸受）が、ハウジングボックスの存在しうる寸法誤差およびシャフトについて考えられる膨張の補償を可能にしている。

本件出願の出願人は、特許文献１に記載されているボトム・ブラケット・アセンブリについて、いくつかの欠点に気が付いた。

第１の欠点は、ボトム・ブラケット・アセンブリを自転車のフレームに取り付ける際の困難性に関係する。そのような取り付けは、実際のところ、左側の半シャフトがハウジングボックスに挿入される前に、左側の軸受に左側の半シャフトを挿入し、次いで半シャフトをハウジングボックスに挿入した後で、左側の軸受を該当のアダプタに当接するまで半シャフト上で平行移動させる必要がある。しかしながら、本件出願の出願人は、軸受を半シャフトに対して移動させることが、通常はどちらも鋼から作られている軸受と半シャフトとの間の圧入を変更するために、かなりの力を加えなければならない点、およびこのような組み立て工程においては、実際にはアセンブリがほぼ完全に組み立てられていて、左側ベアリングへのアクセス領域がきわめて小さいために、決して簡単ではないことに気が付いた。

第２の欠点は、自転車のフレームのハウジングボックスにおいて２つの半シャフトを入れ子状に結合することが困難である点に関係する。実際、２つのクランク・アセンブリの間の結合は、典型的には高精度の結合であり、したがってハウジングの内側で、すなわち作業者にとって視覚的基準を持つことができない中で、２つの半シャフトを互いに挿入することは、複数回の試行によってのみ達成することができ、時間がかかり面倒である。

第３の欠点は、自転車のフレームのハウジングボックスに取り付けられた後のボトム・ブラケット・アセンブリが、信頼性に乏しい点に関係する。実際、本件出願の出願人は、軸心方向の荷重がペダル漕ぎの際に通常予想される荷重よりもわずかに上方であるだけで、シャフトすなわちクランク・アームを自転車のフレームの中央面に対して移動させ、自転車を使用不能にしてしまうために充分であることに気が付いた。

第４の欠点は、シャフト上で軸受の軸心方向の位置を固定するために、軸受のインナ・リングとシャフトとの間に圧入をもたらす必要がある点に関係する。実際、このような種類の結合は、動作時にシャフトそのものに望ましくない応力を引き起こすばかりか、シャフトへの軸受の取り付け作業を複雑にする。
米国特許第6,116,114号明細書

本件出願の出願人は、シャフト上に軸受を取り付けるためのシステムであって、上述の従来技術の文献に記載のシステムよりも簡単であり、より実用的であって信頼性が高い新規なシステムを特定した。

したがって、本発明は、その第１の態様において、自転車のボトム・ブラケット・アセンブリであって、長手軸心Ｘ−Ｘを所定の方向に沿って延伸させて有するととともに、第１の端部および第２の端部を有しているシャフトと、前記第１の端部に近接する位置において前記シャフトが挿入される第１のリングと、自転車のフレームにある前記ボトム・ブラケット・アセンブリのハウジングボックスの第１の端部に組み合わせられるように構成された第１のアダプタに結合されている第２のリングとを有している第１の軸受と、前記第２の端部に近接する位置において前記シャフトが挿入される第１のリングと、前記ハウジングボックスの第２の端部に組み合わせられるように構成された第２のアダプタに結合されている第２のリングとを有している第２の軸受と、前記第１のリングが前記所定の方向の両方向に移動しないようにするために前記第１のリングに作用する前記第１および第２の軸受の前記第１のリングの第１の固定手段とを有しており、前記第１および第２のアダプタのうちの少なくとも一方のアダプタが、前記ハウジングボックスの前端面に当接して機能するように構成された第１の当接面と、前記第１および第２の軸受のうちの少なくとも一方の軸受の第２のリングに当接して機能するように構成された第２の当接面とを有しており、他方の軸受の第２のリングが、他方のアダプタに対して前記所定の方向の両方向について自由に移動できるボトム・ブラケット・アセンブリに関する。

好都合なことに、本発明のボトム・ブラケット・アセンブリにおいては、軸受が両者とも、自転車のフレームの中央面に対するクランク・アームの正確な位置決めが損なわれることがないようシャフトに対して固定され、少なくとも１つの軸受の第２のリングの移動の自由度によって、ハウジングボックスに生じうる寸法誤差を、たとえかなりの程度であっても補償することができ、さらに／あるいはシャフトの膨張を補償することができる。実際、自由なリングが、シャフトの対する軸受の位置を、アダプタに対する軸受の位置と無関係にしている。したがって、アダプタが一般的にはアルミニウム合金などの軽量な材料から作られ、それらの壁面が通常は薄くて弾性的である点に鑑み、アダプタに対して自由であるリングの平行移動が、より容易であり、必要とされる労苦が、上述の従来技術の解決手段において必要とされる労苦よりも少ない。

好ましくは、第１のリングが、軸受のインナ・リングであり、第２のリングが、軸受のアウタ・リングである。

好ましくは、本発明のボトム・ブラケット・アセンブリは、前記シャフトの前記第１の端部に結合された第１のクランク・アームと、前記シャフトの前記第２の端部に結合された第２のクランク・アームとをさらに有しており、前記第１および第２のクランク・アームのうちの少なくとも一方が、前記シャフトに対して前記所定の方向に沿って軸心方向に可動であるとともに、該第１および第２のクランク・アームのうちの少なくとも一方が前記第１および第２の軸受のうちの少なくとも一方を前記シャフトに対する軸心方向の位置に固定するために前記所定の方向に沿って前記第１のリングの少なくとも一方に対して軸心方向の押圧力を作用させる軸心方向の位置において、シャフトのそれぞれの端部に固定可能である。

好都合には、本発明のボトム・ブラケット・アセンブリにおいては、シャフト上の所望の軸心方向の位置への少なくとも１つの軸受は、単純に、シャフトのそれぞれの端部に沿って軸心方向に可動であり、かつそのまま所定の軸心方向の位置に固定できるクランク・アームによって前記少なくとも１つの軸受に加えられる押圧力の作用を利用することによって固定される。したがって、そのような軸受のシャフト上への取り付けが、単に軸受をシャフトに組み合わせ、軸受をシャフト上の所定の位置に固定するためにクランク・アームをシャフトに対して軸心方向に移動させるだけでよいため、迅速かつ容易である。したがって、上述の先行技術文献に記載されているボトム・ブラケット・アセンブリと異なり、本発明のボトム・ブラケット・アセンブリは、軸受とシャフトとの間の圧入を必要としない。したがって、本発明のアセンブリのシャフトにおいては、好都合なことに、上述の先行技術文献に記載のアセンブリのシャフトに比べ応力が小さい。

さらに好都合なことには、自転車のフレームに適切に設けられたハウジングボックスへのボトム・ブラケット・アセンブリの取り付けも、シャフトとクランク・アームとの間の結合が自転車のフレームに設けられたハウジングボックスの外側であるため、作業者が目視できるので、迅速かつ容易である。

好ましくは、前記第１のクランク・アームが、シャフトの前記第１の端部に、前記所定の方向に沿って前記第１のクランク・アームとシャフトの前記第１の端部との間の相対的な移動を許容する形状による第１の結合によって結合される。好都合なことに、軸受とシャフトとの間の形状による結合は、従来技術の圧入に比べてシャフトに加わる応力が小さい。

本発明のボトム・ブラケット・アセンブリの第１の好ましい実施形態においては、前記形状による第１の結合が、例えば本件出願と同じ出願人の欧州特許出願第05425377号に記載されている結合のような、溝による結合である（上記欧州特許出願は、このような種類の結合を記載している部位に関し、ここでの言及によって本明細書に取り入れられたものとする）。好ましくは、溝による結合は、後述するように、直線状の母線をシャフトおよびクランク・アームの結合孔の軸心と平行に有する形式の結合である。

本発明のボトム・ブラケット・アセンブリの第２の好ましい実施形態においては、前記形状による第１の結合が、四角形の面による結合である

好ましくは、前記第１の固定手段が、シャフトに対して固定されて、前記第１のリングの少なくとも一方に対して前記第１のクランク・アームの反対側において作用し、前記第１のリングの前記少なくとも一方を前記シャフト上の軸心方向の位置に固定する第１の当接要素を有している。好都合なことに、当接要素が、シャフトのそれぞれの端部に沿って可動であるクランク・アームによって軸受に加えられる軸心方向の押圧力に対し、反作用をもたらし、そのように軸受のシャフト上での位置の固定を確実にする。

本発明のボトム・ブラケット・アセンブリのとくに好ましい実施形態においては、前記第１の当接要素が、前記シャフトに一体に形成された段部によって形成されている。好都合なことに、クランク・アームによって軸受に加えられる軸心方向の押圧力に対する反作用を、弾性リングや類似の要素などといった追加の要素を使用する必要なく得ることができる。

あるいは、前記第１の当接要素を、前記第２のクランク・アームの前端面によって形成してもよい。好都合なことに、この場合には、シャフトに段部を設ける必要がなく、シャフトの製造が簡単になる。

好ましくは、前記第１の固定手段に、前記第１および第２の軸受の間において前記シャフトが挿入され、前記第１および第２の軸受の第１のリングに当接して作用する第１のスペーサをさらに有しており、前記第１の当接要素が、シャフトの前記第２の端部に形成され、前記第２の軸受の第１のリングに対して前記第１のスペーサの反対側において作用し、前記第１および第２の軸受の第１のリングを前記シャフト上の軸心方向の位置に固定する。好都合なことに、シャフト上での両方の軸受を、シャフトの該当の端部で軸心方向に可動であるただ１つのクランク・アームによって両方の軸受に加えられる軸心方向の押圧力にて、所定の位置に固定することができる。さらに、２つの軸受の間に配置されたスペーサが、シャフトの中央部を外側にて覆い、シャフトをペダル漕ぎの際にシャフトに主として加わる曲げ応力に対して強くしている。

本発明のボトム・ブラケット・アセンブリの上述の好ましい実施形態において、前記第２のクランク・アームを、前記シャフトと一体に形成することができ、あるいは締め代を伴う圧入によって前記シャフトに結合させることができ、さらには第１のクランク・アームとシャフトの該当の端部との間の結合に関して上述した第１の結合と同一の形状による第２の結合、すなわち前記所定の方向に沿って前記第２のクランク・アームとシャフトの前記第２の端部との間の相対的な移動を許容する結合によって、前記シャフトに結合することもできる。

形状による結合によって第２のクランク・アームがシャフトの第２の端部に結合される特定の実施形態において、前記第１の当接要素が、シャフトの前記第１の端部に形成され、前記第１の軸受の第１のリングに対して前記第１のクランク・アームの反対側において作用して、前記第１の軸受を前記シャフト上の軸心方向の位置に固定し、前記第１の固定手段が、シャフトの前記第２の端部において前記シャフト上に形成され、前記第２の軸受の第１のリングに対して前記第２のクランク・アームの反対側において作用し、前記第２の軸受を前記シャフト上の軸心方向の位置に固定する第２の当接要素を有している。この場合、シャフト上での各軸受が、シャフトのそれぞれの端部において軸心方向に可動であるそれぞれのクランク・アームによって、そのような軸受に加えられる軸心方向の押圧力によって、所定の位置に固定される。

本発明のボトム・ブラケット・アセンブリの第１の好ましい実施形態においては、前記アダプタが、前記ハウジングボックスの内側に収容されるように構成されている。

好ましくは、この場合には、本発明のボトム・ブラケット・アセンブリは、前記所定の方向の両方向について前記第２のリングの移動を防止するため、前記第２のリングに作用する前記少なくとも１つの軸受の第２のリングの第２の固定手段を有している。好都合なことに、軸受の第２のリングが、前記所定の方向の両方向の移動に抗して固定されるため、ペダル漕ぎの際に通常予想される軸心方向の応力を超える軸心方向の応力であっても、シャフトを自転車のフレームに設けられたハウジングボックスに対して動かすことはできず、上述のハウジングボックスにおけるボトム・ブラケット・アセンブリの取り付けのための正確な基準がもたらされる。

より好ましくは、前記第２の固定手段が、前記第２の当接面と、前記第２のリングに対して前記少なくとも１つのアダプタの反対側において作用する第２のスペーサとを有しており、前記第２のスペーサが、他方のアダプタによって前記第２のリングに押し付けられる。好都合なことに、他方の軸受に組み合わせられたアダプタによって軸受のアウタ・リングとの当接に押しやられる第２のスペーサを使用することによって、ハウジングボックスの考えられる寸法誤差が存在しても、軸受のアウタ・リングを固定できるよう保証される。実際、スペーサの位置は、そのような誤差によって左右されることがなく、シャフトの膨張によって自由に動くことができる他方の軸受の位置を定めることもない。

好ましくは、前記少なくとも１つのアダプタが、前記第１の当接面が形成されるフランジを有している。そのようなフランジは、自転車のフレームに適切に設けられたハウジングボックスに対してボトム・ブラケット・アセンブリの位置を一意に決定するために、シャフト上の所定の位置に固定された軸受のアウタ・リングの当接面と協働する。

本発明のボトム・ブラケット・アセンブリの第２の好ましい実施形態においては、前記アダプタが、前記ハウジングボックスに片持ち梁状に取り付けられるように構成されている。

好ましくは、この場合には、本発明のボトム・ブラケット・アセンブリは、前記所定の方向に沿って前記ハウジングボックスの内側に向かう前記第２のリングの移動を防止するため、前記第２のリングに作用する前記少なくとも１つの軸受の第２のリングの第３の固定手段を有している。好都合なことに、２つの軸受のうちの一方の第２のリングを、前記所定の方向の２つの方向のうちの一方について固定することで、自転車のフレームに適切に設けられたハウジングボックスにボトム・ブラケット・アセンブリを位置決めするための基準がもたらされる一方で、他方の軸受の第２のリングが前記所定の方向の２方向に自由に移動できることで、ハウジングボックスの寸法誤差を補償することができる。

好ましくは、前記第３の固定手段が、前記第２のリングのための前記当接面を有している。

本発明のボトム・ブラケット・アセンブリのさらなる好ましい実施形態においては、前記シャフトが、前記第１および第２の端部の直径よりも大きい直径を有する中央本体部を有している。そのようなシャフトは、好都合にも、ペダル漕ぎの際に加わる曲げ応力に対して高い耐性を有している。

さらに、本件出願の出願人は、シャフト‐クランク・アームの結合が形状による結合である場合について、クランク・アームおよびシャフトの端部の結合用の外形をいかに単純に製作するかについて検討を行った。

実際、本件出願の出願人は、従来技術のボトム・ブラケット・アセンブリにおいては、そのような種類の結合が、シャフトの端部およびクランク・アームの本体に設けられた対応する結合用の孔に、軸心方向に先細りの結合用外形によって製作されていることに気が付いた。すなわち、シャフトとクランク・アームとの間の結合が、クランク・アームをシャフトの端部に嵌め合わせ、クランク・アームをシャフトとクランク・アームとの先細りの外形の締め代による機械的な結合によって当接するまで、シャフトに対して軸心方向に移動させることによって実行されている。

従来技術のボトム・ブラケット・アセンブリのシャフトおよびクランク・アームにおいて典型的に使用されている結合用の外形の例が、例えば「ＩＳＩＳ Ｄｒｉｖｅ‐Ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｐｌｉｎｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｓｔａｎｄａｒｄ」、ＩＳＩＳ Ｄｒｉｖｅ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ、２００１年に記載されている公知のＩＳＩＳ規格の結合である。そのような結合は、シャフトおよびクランク・アームの尾根および溝について所定の形状および正確な寸法値を有するそれぞれの溝付きの結合用外形によって製作されている。

とくに、ＩＳＩＳ規格によれば、シャフトの端部およびクランク・アームの孔が、円錐面の締め代による結合を形成するために、軸心方向の向きにわずかに先細りの溝付きの外形（軸に対して１°の傾き）を有している。

しかしながら、本件出願の出願人は、上述の先細りの外形を製作することが、とくには例えば溝付きの外形などといった複雑な結合用外形の場合に、シャフト上でのクランク・アームの正しい位置決めを達成するためにきわめて狭い結合用の公差を設ける必要があるため、きわめて困難かつ高価であることに気が付いた。これが、上述の構成部品の製造コストに悪影響を及ぼすことは明らかである。

そこで、本件出願の出願人は、現在公知のものよりも費用対効果が高く、かつより単純であるシャフト‐クランク・アームの結合用外形を検討した。

したがって、本発明は、その第２の態様において、長手軸心Ｘ−Ｘを所定の方向に沿って延伸させて有するととともに、クランク・アームとの結合のための少なくとも１つの端部を有しているシャフトと、シャフトの前記端部との結合のため、長手軸心Ｘ−Ｘを前記所定の方向に沿って延伸させて有する孔を有している少なくとも１つのクランク・アームとを有しており、シャフトの前記端部および前記結合孔が、一致する形状のそれぞれの結合用外形を有している自転車のクランク・アーム・アセンブリであって、前記結合用外形が、前記長手軸心Ｘ−Ｘと平行に延びるそれぞれの結合要素によって形成されていることを特徴とするクランク・アーム・アセンブリに関する。

したがって、好都合なことに、シャフトおよびクランク・アームの相互の結合用外形が、直線状かつ平行な母線を有する外形であり、現在公知の先細りの外形に比べてはるかに簡単に製作でき、したがってより費用対効果が高い。さらに好都合なことには、直線状かつ平行な母線を有する外形を使用することで、シャフトに対するクランク・アームの軸心方向の位置を、例えば間隔ワッシャを利用して自由に選択することができる。

上述のクランク・アーム・アセンブリのシャフトは、ボトム・ブラケット・アセンブリのシャフトの一部であってよく（この場合、ボトム・ブラケット・アセンブリは２つの別個の部品を一体に結合して構成される）、あるいはボトム・ブラケット・アセンブリのシャフトと同じであってよい（この場合、ボトム・ブラケット・アセンブリが１つの部品で構成される）。

好ましくは、前記結合用外形が、溝付きの外形であり、前記結合要素が、シャフトの前記端部および前記クランク・アームの前記結合孔に形成された複数の尾根および複数の溝を有している。

さらに好ましくは、前記尾根および溝が、ここでの言及によって本明細書に取り入れられたものとする本件出願と同じ出願人の欧州特許出願第05425377.8号の記載に従い、つながった曲面によって形成されている。この種の溝付きの外形は、例えばクランク・アームが複合材料から作られている場合など、溝付きの外形を単一方向の構造繊維を有する構成部品に製作しなければならない場合に、鋭い縁および深い溝がないので上述の単一方向の構造繊維の破損または損傷の可能性が最小限であり、とくに好都合である。

好ましくは、シャフトに形成される溝が、先細りの軸心方向内側部分を有している。これにより、シャフト上に軸受のためのより大きな当接面を製作することができ、あるいは軸受と当接面との間におそらくは配置されるスペーサ部材のために、より大きな当接面を製作することができる。

本発明は、その第３の態様において、長手軸心Ｘ−Ｘを所定の方向に沿って延伸させて有する本体を有しており、該本体がクランク・アームとの結合のための端部を有している自転車のボトム・ブラケット・アセンブリのためのシャフトであって、シャフトの前記端部が、前記長手軸心Ｘ−Ｘと平行に延びる結合要素によって形成される結合用外形を有していることを特徴とするシャフトに関する。

本発明は、その第４の態様において、自転車のボトム・ブラケット・アセンブリのシャフトとの結合のための孔を有する本体を有しており、前記結合孔が所定の方向に沿って延びる長手軸心Ｘ−Ｘを有している自転車のクランク・アームであって、前記結合孔が、前記長手軸心Ｘ−Ｘと平行に延びる結合要素によって形成される結合用外形を有していることを特徴とするクランク・アームに関する。

このようなシャフトおよびこのようなクランク・アームは、上述のクランク・アーム・アセンブリおよびボトム・ブラケット・アセンブリに好都合に使用することができる。

さらに、本件出願の出願人は、これまで慣例的に使用されてきたボトム・ブラケット・アセンブリのシャフトに比べ、より強度が高く、同時により軽量でもあるボトム・ブラケット・アセンブリのシャフトをいかに製造するかについて、検討した。

実際、競走用自転車の分野においては、自転車の種々の構成部品について構造強度と軽さとの間の良好な折衷を見つけるというニーズが高まっている。とくにボトム・ブラケット・アセンブリのシャフトに関しては、シャフトに加わる応力が多数であって互いに加算されるため、より軽量なシャフトを得ることについて、常に構造強度がきわめて制約的な因子である。

従来技術は、良好な構造強度を適切な軽さと同時に有するというニーズを満足するための最適なシャフトとして、鋼製の中空シャフトを提案している。

しかしながら、今日では、競争力の見地から、従来技術によってこれまで課されてきた構造上の制約を克服し、高い構造強度を有すると同時に、これまで慣例的に使用されてきたシャフトに比べて軽量であるシャフトを製造することが、求められている。

本件出願の出願人は、このニーズを満足するシャフトを考え出した。

したがって、本発明は、その第５の態様において、長手軸心Ｘ−Ｘを所定の方向に沿って延伸させて有する第１の本体を有しており、該第１の本体が第１の素材層を有している自転車のボトム・ブラケット・アセンブリのためのシャフトであって、前記第１の素材層と別個でありかつ前記第１の素材層を覆っている少なくとも１つの第２の素材層を有していることを特徴とするシャフトに関する。

好都合なことに、本件出願の出願人は、そのようなシャフトが、従来技術において使用されている従来の単層のシャフトに比べ、より高い強度を有すると同時により軽量であることを確認した。より高い構造強度は、層化によってシャフトがより弾性的になり、したがって疲労によりよく耐えるようになるためである。一方、軽さの向上は、同じ強度であれば、２層のシャフトは、各層の厚さを２つの層の厚さの合計が従来技術において使用されている従来のシャフトの単層の厚さよりも薄くなるようにして、製造できることによる。

このようなシャフトを、上述のクランク・アーム・アセンブリおよびボトム・ブラケット・アセンブリにおいて、好都合に使用することが可能である。

好都合なことに、シャフトの外側層が、シャフトが挿入された軸受のためのスペーサとして機能することができる。

好ましくは、前記第１および少なくとも１つの第２の素材層が、同じ材料から作られる。さらに好ましくは、前記第１の本体が実質的に円筒形であり、前記少なくとも１つの第２の素材層が、前記第１の本体の外側に同軸に配置された少なくとも１つの第２の実質的に円筒形の本体を形成している。

さらに、本件出願の出願人は、ボトム・ブラケット・アセンブリの軸受を自転車のフレームの内部および外部の環境因子から保護する新規な方法を検討した。

実際、ボトム・ブラケット・アセンブリにおいて使用される軸受が、塵埃および湿気などといった外部の環境因子に対する保護を常に取り入れていることは、公知である。しかしながら、軸受自身の有する保護が常には充分でないことが明らかになっていることから、ボトム・ブラケット・アセンブリにさらなる保護を追加することが一般的な実務である。

補助の保護の適用の典型的な例が、欧州特許出願第1449760号に記載されている。

この出願においては、対応する軸受を外部の環境から隔離するためにそれぞれのアダプタに組み合わせられたガスケットが記載されている。

一方で、ボトム・ブラケット・アセンブリが連結している自転車のフレームの内部に由来する湿気から軸受を保護するため、保護用の部材が設けられている。実際、フレームは、凝結を生じる可能性があり、さらに悪いことには雨を透す可能性がある。

保護用の部材は、一般的には、シャフトに対して同軸に取り付けられる円筒形のスリーブで構成され、その両自由端が、その上に乗せられる軸受を支持するためのアダプタを有している。スリーブとアダプタとの間には、それらの結合領域をシールするため、ゴム製のＯリングが配置されている。

本件出願人は、上述の特許出願において提案されている解決手段は、スリーブのアダプタとの結合が、スリーブがすでにハウジングボックスに挿入され、したがって目視による基準を持つことができない中で実行されるため、取り付けの実用性に乏しいことに気が付いた。

そこで、本件出願の出願人は、軸受を自転車のフレームの外部および内部の環境因子から保護するためのシステムであって、上述の従来技術のシステムと比べて設置がより容易であるシステムを備えているボトム・ブラケット・アセンブリを特定した。

したがって、本発明は、そのさらなる態様において、自転車のボトム・ブラケット・アセンブリであって、長手軸心Ｘ−Ｘを所定の方向に沿って延伸させて有しているシャフトと、前記シャフトの端部が挿入された少なくとも１つの軸受と、前記少なくとも１つの軸受に結合され、自転車のフレームにある当該ボトム・ブラケット・アセンブリのハウジングボックスに組み合わせられるように構成されているアダプタと、前記少なくとも１つの軸受を外部の環境から保護するように構成され、前記アダプタと前記シャフトとの間で機能するように配置される第１のガスケットとを有しており、さらに、前記少なくとも１つの軸受をハウジングボックスの内側から保護するように構成され、前記アダプタと前記シャフトとの間で機能するように配置される第２のガスケットを有していることを特徴とするボトム・ブラケット・アセンブリに関する。

好都合なことに、このようなアセンブリは、自転車のフレームに設けられたハウジングボックスの外部にて、前もって少なくとも部分的に組み立てることができる。したがって、種々の構成部品を迅速かつ容易に配置することができ、したがってアセンブリの組み立ておよびフレームに設けられたハウジングボックスへの取り付けを、より容易にすることができる。

上述のガスケットは、上述の本発明のボトム・ブラケット・アセンブリに、好ましく使用される。

好ましくは、前記第１および第２のガスケットが、前記少なくとも１つの軸受に対して両側に配置されている。したがって、このようなガスケットが、アダプタおよびシャフトと協働し、内部に軸受が収容される実質的に防水チャンバを作り出している。

好ましくは、前記第１のガスケットが、弾性材料から作られた第１の環状の部材に組み合わせられた第１の剛性のリングを有している。剛性のリングが、支持の機能を有する一方で、弾性環状部材（好ましくは、ゴムから作られる）が、シールおよび隔離を確実にする。

好ましくは、前記第１の環状の部材が、アダプタの直径よりもわずかに小さい直径を有する半径方向外側の自由端、およびシャフトに接する半径方向内側の自由端を有している。

さらに好ましくは、前記第１の環状の部材の半径方向内側の自由端が、シャフトに形成された環状の座に収容されている。

特定の実施形態においては、前記第１の環状の部材が、さらにクランク・アームの前壁に当接して協働するように構成された環状の突起を有している。この方法で、さらにシャフトとクランク・アームとの間の結合領域によって、外部の環境から保護され、この領域において腐食現象が発生することがないようにされている。

好ましくは、前記第１の環状の部材が、前記第１の剛性のリングの上にあるフィンを前記半径方向外側の自由端に有するとともに、縁部を前記半径方向内側の自由端に有しており、前記第１の剛性のリングが、前記縁部によって支持されている。

好ましくは、前記第２のガスケットが、第２の剛性のリングを、弾性材料の第２の環状の部材に組み合わせて有している。

さらに好ましくは、前記第２の環状の部材が、前記アダプタに接する半径方向外側の自由端、および前記シャフトの直径よりもわずかに大きい直径を有する半径方向内側の自由端を有している。

またさらに好ましくは、前記第２の環状の部材の半径方向外側の自由端が、前記アダプタに形成された環状の座に収容されている。

好ましくは、前記第２の環状の部材が、前記第２の環状の部材の半径方向外側の自由端に、前記第２の剛性のリングを少なくとも部分的に覆うシースを有している。

本発明のさらなる特徴および利点が、添付の図面を参照しつつ行われる本発明のいくつかの好ましい実施形態についての以下の詳細な説明から、さらに明らかになるであろう。

図１を参照すると、本発明の第１の実施形態による自転車のボトム・ブラケット・アセンブリが、符号１で示されている。

アセンブリ１は、長手軸心Ｘ−Ｘを所定の方向に沿って延伸させて有するシャフト２を有している。シャフト２は、それぞれ右側および左側の両端部３および４を有しており、両端部３および４に、右側クランク・アーム３０および左側クランク・アーム４０がそれぞれ組み合わせられている。

シャフト２は、右側軸受３１および左側軸受４１にシャフト２を適切に挿入して位置させることによって、自転車のフレームに適切に設けられたハウジングボックス１０に回転自在に支持されている。ハウジングボックス１０は、実質的に円筒形の形状であって、シャフト２がハウジングボックス１０に収容されたときに、シャフト２の軸心Ｘ−Ｘに一致するように長手軸心Ｘ−Ｘに沿って延びている。

図１に示した特定の実施形態においては、軸受３１および４１が球軸受であるが、例えばころ軸受など、シャフト２とハウジングボックス１０との間に相対的に回転できるように構成された他の種類の軸受も使用可能である。

軸受３１および４１は、それぞれ右側アダプタ３２および左側アダプタ４２に挿入されている。アダプタ３２、４２は、ハウジングボックス１０の両方の自由端部１１および１２においてハウジングボックス１０の内側にねじ込まれている。

組み込まれた構成において、軸受３１は、インナ・リング３１０をシャフトの端部３に近接する部位２１に結合させ、アウタ・リング３１１を右側アダプタ３２の環状の内表面に結合させている。同様に、軸受４１は、インナ・リング４１０をシャフトの端部４に近接する部位２２に結合させ、アウタ・リング４１１を左側アダプタ４２の環状の内表面に結合させている。

左側クランク・アーム４０は、クランク・アーム４０をシャフト２に対してシャフト２の軸心Ｘ−Ｘと平行に動かすことができる形状の結合によって、シャフト２の左端部４に結合されている。図１に示した実施形態においては、そのような結合が、例えば本件出願と同じ出願人の欧州特許出願第05425377号に記載されているような、溝による結合である。好ましくは、図１に示されているように、溝による結合が、直線状の母線をシャフト２の軸心Ｘ−Ｘと平行に有する結合要素４００（とくには、好ましくはつながった曲面によって形成される尾根および溝）によって形成される溝付き孔４３を、左側クランク・アーム４０に形成し、孔４３の溝に一致する溝付き表面４４を、シャフト２の左端部４に形成することによって、好ましくは形成されている。孔４３には、段部４５によって形成された当接要素が設けられている。

シャフトに形成された溝は、軸心Ｘ−Ｘに沿った先細りを有する軸心方向内側部４０１を有している。したがって、そのような部位においては、溝の深さが、ゼロになるまで徐々に減少している。

一方で、右側クランク・アーム３０は、シャフト２の右端部３に、例えば圧入によって、共成型によって、あるいはシャフトそのものと一体に形成することによって恒久的に組み合わせられている。図１に示した典型的な実施形態においては、それぞれの溝付き形状を締め付ける圧入が示されている。

しかしながら、クランク・アーム３０とシャフト２の右端部３との間にシャフトの軸心Ｘ−Ｘと平行な方向に沿う相対的な移動を許容する結合によって、右側クランク・アーム３０がシャフト２に結合されている他の実施形態も考えることができる。そのような結合は、例えば、左側クランク・アーム４０とシャフト２の左端部４との間の結合に関して上述した形式の結合であってよい。

シャフト２の左端部４における左側クランク・アーム４０は、ねじ６０をシャフト２の左端部４に作られたねじ孔６１にねじ込むことによって所望の軸位置に固定される。ねじ６０が、左側クランク・アーム４０の孔４３に挿入され、頭部６２が、左側クランク・アーム４０の孔４３に形成された段部４５に当接するように意図されている。段部４５とねじ６０の頭部６２との間には、ねじ６０とシャフト２の左端部４との間の張力の分布を改善するため、ワッシャ６３が配置されている。

左側クランク・アーム４０とシャフト２の左端部４との間の結合について、溝による結合に代え、本件出願と同じ出願人の欧州特許出願第05026302号に記載されている結合など、四角の面による結合またはねじ結合を設けることができる。いずれの場合も、この結合によって、左側クランク・アーム４０はシャフト２の軸心Ｘ−Ｘと平行に移動可能でなくてはならない。

シャフト２の右端部３と左端部４との間には、一定の直径の中央部５が形成されている。これに対し、右端部３は、より直径の大きいシャフト本体部に形成されており、したがってシャフト２の右端部３に当接要素または段部３５が形成され、さらに詳しくは後述されるとおり、右側軸受３１のインナ・リング３１０のための当接面（おそらくは、適切なスペーサを介在させて）として機能するように構成されている。

図１に示した実施形態においては、右側軸受３１のインナ・リング３１０と左側軸受４１のインナ・リング４１０との間に、中央スペーサ５６が配置されている。さらに、右側スペーサ３６が、段部３５と右側軸受３１のインナ・リング３１０との間に配置され、左側スペーサ４６が、左側軸受４１のインナ・リング４１０と左側クランク・アーム４０との間に配置されている。このように、クランク・アーム３０，４０、段部３５およぼスペーサ３６，４６，５６はシャフト２にインナ・リング３１０，４１０を固定するための第１の固定手段を形成する。

取り付け工程において、図１に示した実施形態に関しては、作業者が右側アダプタ３２をハウジングボックス１０の右端にねじ込み、右側スペーサ３６、右側軸受３１、中央スペーサ５６、左側軸受４１、左側スペーサ４６、および左側クランク・アーム４０を順に、左端からシャフト２に嵌めこむ。この時点で、シャフト２がハウジングボックス１０に挿入され、左側アダプタ４２が、ハウジングボックス１０の左端部１２にねじ込まれる。次いで、ねじ６０が、シャフト２のねじ孔６１に締め込まれる。ねじ６０を締め込む際、クランク・アーム４０がシャフト２の左端部４上を移動し、上述のすべての構成部品を、シャフト２の左端部３に形成されている段部３５に向かって押す。締め付けは、左側クランク・アーム４０が左側スペーサ４６、左側軸受４１、中央スペーサ５６、右側軸受３１、および右側スペーサ３６を段部３５に向かって押し込めたときに完了する。これが可能であるために、スペーサ３６、４６、および５６が、左側クランク・アーム４０に形成された段部４５がシャフト２の左端前面に当接することがないように寸法付けられていなければならない点に、注意すべきである。スペーサの寸法が、シャフト２の長さおよび左側クランク・アーム４０の幅に依存して決まること、および左側クランク・アーム４０が左側軸受４１のインナ・リング４１０に直接当接でき、右側軸受３１がシャフト２の右端部３に形成された段部３５に直接当接できるようにアセンブリ１が寸法作られている場合には、右側および左側スペーサ３６、４６がなくてもよいことを、当業者であれば理解できるであろう。

図示はされていない他の実施形態においては、シャフト２が、自身の長手方向の延伸の全体にわたって一定の直径を有している。したがって、段部３５は設けられておらず、その機能は、右側スペーサ３６が当接し、あるいは右側軸受３１が直接当接する右側クランク・アーム３０の前端面によって直接実現される。

取り付けが完了したとき、右側および左側の軸受３１、４１のインナ・リング３１０、４１０は、シャフト２上で所定の位置に固定され、すなわちそのようなインナ・リングは、シャフト２の軸心Ｘ−Ｘに平行な方向に沿う両方向（相反する両方向）に移動しないようにされている。

さらに、図１のアセンブリ１は、実質的にスペーサ５６の外側に挿入される円筒形の形状であって、左側アダプタ４２と右側軸受３１のアウタ・リング３１１との間に当接させて配置できる長手方向の寸法を有する外側スペーサ７６を有している。そのようなアウタ・リング３１１は、上記外側スペーサ７６の反対側において、右側アダプタ３２に形成された当接面７７に当接している。右側軸受３１のアウタ・リング３１１が、右側アダプタ３２と左側アダプタ４２によってアウタ・リング３１１に押し付けられている外側スペーサ７６との間の協働によって加えられる万力作用によって、所定の位置に固定されている。したがって、取り付けが完了したとき、右側軸受３１のアウタ・リング３１１は、シャフト２の軸心Ｘ−Ｘに平行な方向に沿う両方向（相反する両方向）に移動しないようにされている。このように、アダプタ４２、スペーサ７６および当接面はアウタ・リング３１１を固定する第２の固定手段を形成する。

図１に示されているように、右側アダプタ３２は、端部を半径方向外向きに延伸させて有するフランジ３７を有しており、フランジ３７上に、ハウジングボックス１０の右前端面１３に当接して機能するように構成された当接面７８が形成されている。そのようなフランジ３７は、インナ・リング３１０が段部３５とスペーサ５６との間に固定され、アウタ・リング３１１が右側アダプタ３２と外側スペーサ７６との間に固定されている右側軸受３１とともに、ハウジングボックス１０に対するアセンブリ１の位置を明確に決定する。さらに、右側軸受３１が固定されていることで、軸心方向の超過荷重の場合にも、ハウジングボックス１０内でのアセンブリ１の正確な位置決めが保証される。

一方、左側アダプタ４２は、左側軸受４１のアウタ・リング４１１がシャフト２の軸心Ｘ−Ｘと平行な方向の両方向（相反する両方向）に移動できるように、寸法付けられている。左側アダプタ４２は、外側スペーサ７６を押して右側軸受３１のアウタ・リング３１１に当接させるまで、ハウジングボックス１０の左端部１２にねじ込まれ、結果として右側軸受３１のアウタ・リング３１１が、右側アダプタ３２に形成された当接面７７に当接する。

さらに図１のアセンブリ１は、右側および左側の軸受３１、４１を外部の環境から保護するために、軸受３１、４１の軸心方向外側の位置においてアダプタ３２、４２とスペーサ３６、４６との間に配置された環状のガスケット３６ａ、４６ａを有している。

図２は、本発明のボトム・ブラケット・アセンブリ１の他の実施形態を示している。このような図において、図１に関して図示および説明した要素と同一の要素は、同一の符号によって指し示されており、対応する要素は、１００だけ増加させた同じ符号で示されている。

図２のボトム・ブラケット・アセンブリ１は、アダプタ１３２、１４２をハウジングボックス１０の両端１１、１２に片持ち梁状に取り付けて有している点で、図１のボトム・ブラケット・アセンブリと相違している。したがって、軸受３１、４１がハウジングボックス１０の外部に収容されている。

この場合、図１の実施形態と異なり、アウタ・リング３１１、４１１の間に外側スペーサはもはや存在せず、アダプタ１３２、１４２が、左側軸受４１のアウタ・リング４１１が依然としてシャフト２の軸心Ｘ−Ｘと平行な方向の２方向に移動できる一方で、右側軸受３１のアウタ・リング３１１がハウジングボックス１０の外側に向かってのみ移動できるように、設計および寸法付けられている。したがって、右側アダプタ１３２は、この実施形態においても、右側軸受３１のアウタ・リング３１１がハウジングボックス１０の内側に向かって移動することがないようにするための当接面または第３の固定手段１７７を有している。

シャフト２の軸心Ｘ−Ｘと平行な方向の２方向のうちの一方について右側軸受３１のアウタ・リング３１１が固定されることで、ハウジングボックス１０内でのボトム・ブラケット・アセンブリの位置決めのための基準が設けられる一方で、シャフト２の軸心Ｘ−Ｘと平行な方向の２方向について左側軸受４１のアウタ・リング４１１が自由に移動できることで、図１の解決手段に比べて程度がより少ないかもしれないにせよ、ハウジングボックス１０の寸法誤差を補償することができる。

さらに、図２のアセンブリは、左側クランク・アーム４０と左側軸受４１のインナ・リング４１０との間、および右側軸受のインナ・リング３１０と段部３５との間に、いかなるスペーサも使用されていない点で、図１のアセンブリと相違している。一方で、２つの軸受のインナ・リングの間の中央スペーサ５６は、依然として使用されている。左側クランク・アーム４０と左側軸受４１のインナ・リング４１０との間には、左側クランク・アーム４０によって加えられる押圧力の作用をよりよく分布させるとともに、軸受を保護するためのガスケット（本明細書の残りの部分でより詳しく説明される）に円筒形の滑り面を備えるため、ワッシャ４７が配置されている。さらに、この実施形態においては、右側クランク・アーム３０が、本件出願と同じ出願人の欧州特許出願第05026302号に記載されているようなねじ結合によって、シャフト２の右端部３に結合されている。しかしながら、左側および右側のスペーサが図１に関して説明した方法とまったく同じ方法で使用される他の解決手段も考えることができる。また、右側クランク・アーム３０が、例えば図１に関して上述した形式の溝による結合または四角形の面による結合など、ねじ結合とは異なる形式の結合によってシャフト２の右端部３に結合される他の解決手段も、考えることができる。

図３は、本発明のボトム・ブラケット・アセンブリ１の他の実施形態を示している。このような図においては、図１および２に関して図示および説明した要素と同一の要素が、同一の符号によって指し示されている一方で、対応する要素は、１００だけ増加させた同じ符号で示されている。

図３のボトム・ブラケット・アセンブリ１は、２つの軸受３１、４１のインナ・リング３１０、４１０の間の中央スペーサが、それぞれシャフト２の自由端部３および４に一体に形成された一対の段部１３５、１３６によって置き換えられている点で、図２のボトム・ブラケット・アセンブリと相違している。さらに、図３のアセンブリにおいては、右側クランク・アーム３０が、左側クランク・アーム４０と同様の方法で、すなわち左側クランク・アーム４０に関して上述した形式の形状による結合によって、シャフト２の該当の端部３に結合されている。図示の実施形態においては、右側スペーサ３７が、右側クランク・アーム３０と右側軸受３１のインナ・リング３１０との間に使用されている。しかしながら、スペーサ３７は、右側クランク・アーム３０の本体が右側軸受３１に直接当接するように寸法作られている場合には、設けなくてもよい。

図３のアセンブリにおいては、それぞれの軸受３１、４１に、シャフト２のそれぞれの端部からシャフト２が挿入され、それぞれのクランク・アーム３０、４０によってそれぞれの段部１３５、１３６に押し付けられる。

この場合にも、右側クランク・アーム３０が、例えばねじによる結合または四角形の面による結合など、溝による結合とは異なる形式の形状による結合によってシャフト２の端部３に結合される他の解決手段を、考えることができる。

図４は、本発明のボトム・ブラケット・アセンブリ１の他の実施形態を示している。

図４のボトム・ブラケット・アセンブリ１は、シャフト２の中央部５が端部３および４よりも大きな直径を有しているというただ１つの理由で、図３のボトム・ブラケット・アセンブリとは異なっている。詳しくは、中央部５と端部３および４との間の直径の相違が、軸受３１、４１を固定するための段部１３５および１３６を決定している。

図２、３、および４に示した実施形態においては、アセンブリ１が、それぞれの軸受３１、４１に、外側ガスケット２６０および内側ガスケット２７０を有している。外側ガスケット２６０が、軸受を外部の環境から隔離する一方で、内側ガスケット２７０が、軸受を自転車のフレームに設けられたハウジングボックス１０の内側から隔離している。

ガスケットが図２ａに詳しく示されている一方で、図２ｂは、そのようなガスケットのうちの一方、とくには内側ガスケット２７０の断面を示している。ガスケット２６０、２７０を、シャフト２の右端に関してのみ説明するが、説明の内容はシャフトの左端についても有効である。

ガスケット２６０および２７０は、軸受３１に対して軸心方向の両側に配置されている。外側ガスケット２６０は、好ましくは金属製である剛性の支持リング２６２を、弾性材料から作られた環状のディスク２６４に組み合わせて有している。弾性材料から作られたディスク２６４は、半径方向の両端部に、剛性のリング２６２の外側に重なるフィン２６６およびディスク２６４の半径方向内向きの面を囲む縁部２６８を、それぞれ備えている。フィン２６６が、アダプタ１３２の内表面にスライド可能に接する一方で、縁部２６８が、シャフト２に形成された環状の溝２６５に挿入されている。

内側ガスケット２７０は、図２ｂに詳しく示されているが、やはり好ましくは金属製である剛性の支持リング２７２を、弾性的なシース２７４によって少なくとも部分的に覆って有している。内側ガスケット２７０は、アダプタ１３２に形成された環状の溝２７６に挿入され、その内径は、回転の際にシャフト２に接触して摩擦を生むことがないよう、シャフト２の直径よりもわずかに、好ましくは１０分の１だけ大きい。

ガスケット２６０および２７０が、アダプタ１３２およびシャフト２と協働し、内側に軸受３１が収容される実質的には防水チャンバを形成している。

さらに、外側ガスケット２６０が、クランク・アームの前面に接するように構成された環状の突起を有してもよい。

シャフト２は、好都合には、一方が他方の内側に同軸に配置される同じ材料からなる２つの円筒形の本体で構成することができる。外側の円筒形の本体が、軸受のインナ・リングのためのスペーサとして機能することができる。

好ましくは、本発明のボトム・ブラケット・アセンブリのクランク・アーム３０、４０は、どの具体的実施形態であるかに関わらず、アルミニウム合金または他の軽合金など、金属材料から製作される。しかしながら、クランク・アームを複合材料から製作する可能性を排除するものではない。

この場合、複合材料は、構造繊維をポリマー材料に取り入れて有することができる。典型的には、構造繊維は、カーボン繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、セラミック繊維、ボロン繊維、およびこれらの組み合わせで構成されるグループから選択できる。炭素繊維が特に好ましい。

ポリマー材料におけるこれら構造繊維の配置は、構造繊維のブロックまたは小シートの無作為配置であってよく、繊維の実質的に単一方向の整列配置であってよく、繊維の実質的に二方向の整列配置であってよく、あるいは上述の組み合わせであってよい。

好ましくは、クランク・アームの本体のポリマー材料は、熱硬化性であり、好ましくはエポキシ樹脂からなる。しかしながら、熱可塑性材料の使用の可能性を排除するものではない。

本発明の第１の実施形態の自転車のボトム・ブラケット・アセンブリの長手断面の概略図である。 本発明の第２の実施形態の自転車のボトム・ブラケット・アセンブリの長手断面の概略図である。 図２のアセンブリの一部分の拡大図である。 図２のアセンブリの細部の拡大図である。 本発明の第３の実施形態の自転車のボトム・ブラケット・アセンブリの長手断面の概略図である。 本発明の第４の実施形態の自転車のボトム・ブラケット・アセンブリの長手断面の概略図である。

Claims (50)

1. 自転車のボトム・ブラケット・アセンブリ（１）であって、
   長手軸心Ｘ−Ｘを所定の方向に沿って延伸させて有するととともに、第１の端部（４）および第２の端部（３）を有しているシャフト（２）と、
   前記第１の端部（４）に近接する位置において前記シャフト（２）が挿入される第１のリング（４１０）と、自転車のフレームに位置する当該ボトム・ブラケット・アセンブリ（１）のハウジングボックス（１０）の第１の端部（１２）に組み合わせられるように構成された第１のアダプタ（４２）に結合されている第２のリング（４１１）とを有している第１の軸受（４１）と、
   前記第２の端部（３）に近接する位置において前記シャフト（２）が挿入される第１のリング（３１０）と、前記ハウジングボックス（１０）の第２の端部（１１）に組み合わせられるように構成された第２のアダプタ（３２）に結合されている第２のリング（３１１）とを有している第２の軸受（３１）と、
   前記第１のリング（４１０、３１０）が前記所定の方向の両方向に動かないようにするために、前記第１のリング（４１０、３１０）に作用する前記第１および第２の軸受（４１、３１）の前記第１のリング（４１０、３１０）の第１の固定手段（３０、４０、３５、３６、４６、５６、１３５、１３６）と、
   を有しており、
   前記第１および第２のアダプタ（４２、３２）のうちの少なくとも一方のアダプタ（３２）が、前記ハウジングボックス（１０）の前端面（１３）に当接して機能するように構成された第１の当接面（７８）と、前記第１および第２の軸受（４１、３１）のうちの少なくとも一方の軸受（３１）の第２のリング（３１１）に当接して機能するように構成された第２の当接面（７７）とを有しており、
   他方の軸受（４１）の第２のリング（４１１）が、他方のアダプタ（４２）に対して前記所定の方向の両方向について自由に移動できるボトム・ブラケット・アセンブリ。
2. 請求項１において、前記第１のリングが、軸受のインナ・リングであり、前記第２のリングが、軸受のアウタ・リングであるボトム・ブラケット・アセンブリ（１）。
3. 請求項１または２において、前記シャフト（２）の前記第１の端部（４）に結合された第１のクランク・アーム（４０）と、
   前記シャフト（２）の前記第２の端部（３）に結合された第２のクランク・アーム（３０）と、
   をさらに有しており、
   前記第１および第２のクランク・アーム（４０、３０）のうちの少なくとも一方が、前記シャフト（２）に対して前記所定の方向に沿って軸心方向に可動であるとともに、該第１および第２のクランク・アーム（４０、３０）のうちの少なくとも一方が前記第１および第２の軸受（４１、３１）のうちの少なくとも一方を前記シャフト（２）に対する軸心方向の位置に固定するために前記所定の方向に沿って前記第１のリング（４１０、３１０）の少なくとも一方に対して軸心方向の押圧力を作用させる軸心方向の位置において、シャフトのそれぞれの端部（４、３）に固定可能であるボトム・ブラケット・アセンブリ（１）。
4. 請求項３において、前記第１のクランク・アーム（４０）が、シャフトの前記第１の端部（４）に、前記所定の方向に沿って前記第１のクランク・アーム（４０）とシャフトの前記第１の端部（４）との間の相対的な移動を許容する形状による第１の結合によって結合されるボトム・ブラケット・アセンブリ（１）。
5. 請求項４において、前記形状による第１の結合が、溝による結合であるボトム・ブラケット・アセンブリ（１）。
6. 請求項４において、前記形状による第１の結合が、四角形の面による結合であるボトム・ブラケット・アセンブリ（１）。
7. 請求項４〜６の何れか一項において、前記第１の固定手段が、シャフト（２）に対して固定されて、前記第１のリング（３１０、４１０）の少なくとも一方に対して前記第１のクランク・アーム（４０）の反対側において作用し、前記第１のリング（３１０、４１０）の前記少なくとも一方を前記シャフト（２）上の軸心方向の位置に固定する第１の当接要素（３５、１３６）を有しているボトム・ブラケット・アセンブリ（１）。
8. 請求項７において、前記第１の当接要素（３５、１３６）が、前記シャフト（２）に一体に形成された段部によって形成されているボトム・ブラケット・アセンブリ（１）。
9. 請求項７において、前記第１の当接要素（３５、１３６）が、前記第２のクランク・アーム（３０）の前端面によって形成されているボトム・ブラケット・アセンブリ（１）。
10. 請求項７〜９の何れか一項において、前記第１の固定手段に、前記第１および第２の軸受（４１、３１）の間において前記シャフト（２）が挿入され、前記第１の固定手段が前記第１および第２の軸受（４１、３１）の第１のリング（４１０、３１０）に当接して作用する第１のスペーサ（５６）をさらに有しており、
    前記第１の当接要素（３５）が、シャフトの前記第２の端部（３）に形成され、前記第２の軸受（３１）の第１のリング（３１０）に対して前記第１のスペーサ（５６）の反対側において作用し、前記第１および第２の軸受（４１、３１）の第１のリング（４１０、３１０）を前記シャフト（２）上の軸心方向の位置に固定するボトム・ブラケット・アセンブリ（１）。
11. 請求項４〜１０の何れか一項において、前記第２のクランク・アーム（３０）が、前記シャフト（２）と一体に形成されているボトム・ブラケット・アセンブリ（１）。
12. 請求項４〜１０の何れか一項において、前記第２のクランク・アーム（３０）が、締め代を伴う圧入によって前記シャフト（２）に結合されているボトム・ブラケット・アセンブリ（１）。
13. 請求項４〜１０の何れか一項において、前記第２のクランク・アーム（３０）が、シャフトの前記第２の端部（３）に、前記所定の方向に沿って前記第２のクランク・アーム（３０）とシャフトの前記第２の端部（３）との間の相対的な移動を許容する形状による第２の結合によって、結合されているボトム・ブラケット・アセンブリ（１）。
14. 請求項１３において、前記第１の当接要素（１３６）が、シャフトの前記第１の端部（４）に形成され、前記第１の軸受（４１）の第１のリング（４１０）に対して前記第１のクランク・アーム（４０）の反対側において作用して、前記第１の軸受（４１）を前記シャフト（２）上の軸心方向の位置に固定し、
    前記第１の固定手段が、シャフトの前記第２の端部（３）において前記シャフト（２）上に形成され、前記第２の軸受（３１）の第１のリング（３１０）に対して前記第２のクランク・アーム（３０）の反対側において作用し、前記第２の軸受（３１）を前記シャフト（２）上の軸心方向の位置に固定する第２の当接要素（１３５）を有しているボトム・ブラケット・アセンブリ（１）。
15. 請求項１３または１４において、前記形状による第２の結合が、溝による結合であるボトム・ブラケット・アセンブリ（１）。
16. 請求項１３または１４において、前記形状による第１の結合が、四角形の面による結合であるボトム・ブラケット・アセンブリ（１）。
17. 請求項１〜１６の何れか一項において、前記アダプタ（４２、３２）が、前記ハウジングボックス（１０）の内側に収容されるように構成されているボトム・ブラケット・アセンブリ（１）。
18. 請求項１７において、前記所定の方向の両方向について前記第２のリング（３１１）の移動を防止するため、前記第２のリング（３１１）に作用する前記少なくとも１つの軸受（３１）の第２のリング（３１１）の第２の固定手段（４２、７６、７７）を有しているボトム・ブラケット・アセンブリ（１）。
19. 請求項１８において、前記第２の固定手段が、前記少なくとも１つのアダプタ（３２）に形成された前記第２の当接面（７７）と、前記第２のリング（３１１）に対して前記少なくとも１つのアダプタ（３２）の反対側において作用する第２のスペーサ（７６）とを有しており、
    前記第２のスペーサ（７６）が、他方のアダプタ（４２）によって前記第２のリング（３１１）に押し付けられるボトム・ブラケット・アセンブリ（１）。
20. 請求項１９において、前記少なくとも１つのアダプタ（３２）が、前記第１の当接面（７８）が形成されるフランジ（３７）を有しているボトム・ブラケット・アセンブリ（１）。
21. 請求項１〜１６の何れか一項において、前記アダプタ（１４２、１３２）が、前記ハウジングボックス（１０）に片持ち梁状に取り付けられるように構成されているボトム・ブラケット・アセンブリ（１）。
22. 請求項２１において、前記所定の方向に沿って前記ハウジングボックス（１０）の内側に向かう前記第２のリング（３１１）の移動を防止するため、前記第２のリング（３１１）に作用する前記少なくとも１つの軸受（３１）の第２のリング（３１１）の第３の固定手段を有しているボトム・ブラケット・アセンブリ（１）。
23. 請求項２２において、前記第３の固定手段が、前記第２のリング（３１１）のための前記当接面（１７７）を有しているボトム・ブラケット・アセンブリ（１）。
24. 請求項１〜２３の何れか一項において、前記シャフト（２）が、前記第１および第２の端部（４、３）の直径よりも大きい直径を有する中央本体部（５）を有しているボトム・ブラケット・アセンブリ（１）。
25. 請求項５または１５において、前記溝による結合が、前記長手軸心Ｘ−Ｘと平行に延びる結合要素（４００）を有しているボトム・ブラケット・アセンブリ（１）。
26. 請求項２５において、前記結合要素（４００）が、つながった曲面によって形成される複数の尾根および複数の溝を有しているボトム・ブラケット・アセンブリ（１）。
27. 請求項２６において、シャフトに形成された溝が、先細りの軸心方向内側部分（４０１）を有しているボトム・ブラケット・アセンブリ（１）。
28. 請求項１〜２７の何れか一項において、前記シャフト（２）が、第１の素材層、および前記第１の素材層と別個でありかつ前記第１の素材層を覆っている少なくとも１つの第２の素材層を有しているボトム・ブラケット・アセンブリ（１）。
29. 請求項２８において、前記第１および少なくとも１つの第２の素材層が、同じ材料から作られているボトム・ブラケット・アセンブリ（１）。
30. 請求項１〜２９の何れか一項において、それぞれの軸受（３１、４１）を外部の環境から保護するように構成され、それぞれのアダプタ（１３２、１４２）と前記シャフト（２）との間で機能するように配置された少なくとも１つの第１のガスケット（２６０）、および
    前記軸受（３１）をハウジングボックス（１０）の内部から保護するように構成され、前記アダプタ（１３２）と前記シャフト（２）との間で機能するように配置された少なくとも１つの第２のガスケット（２７０）
    をさらに有しているボトム・ブラケット・アセンブリ（１）。
31. 長手軸心Ｘ−Ｘを所定の方向に沿って延伸させて有するととともに、クランク・アーム（３０、４０）との結合のための少なくとも１つの端部（３、４）を有しているシャフト（２）と、
    シャフトの前記端部（４）との結合のため、長手軸心Ｘ−Ｘを前記所定の方向に沿って延伸させて有する孔（４３）を有している少なくとも１つのクランク・アーム（４０）と、を有しており、
    シャフトの前記端部（４）および前記結合孔（４３）が、一致する形状のそれぞれの結合用外形（４００）を有している自転車のクランク・アーム・アセンブリ（１）であって、
    前記結合用外形（４００）が、前記長手軸心Ｘ−Ｘと平行に延びるそれぞれの結合要素によって形成されていることを特徴とするクランク・アーム・アセンブリ（１）。
32. 請求項３１において、前記結合用外形（４００）が、溝付きの外形であり、前記結合要素が、シャフトの前記端部（４）および前記クランク・アーム（４０）の前記結合孔（４３）に形成された複数の尾根および複数の溝を有しているクランク・アーム・アセンブリ（１）。
33. 請求項３２において、前記尾根および溝が、つながった曲面によって形成されているクランク・アーム・アセンブリ（１）。
34. 請求項３２または３３において、シャフト（２）に形成された溝が、先細りの軸心方向内側部分（４０１）を有しているクランク・アーム・アセンブリ（１）。
35. 長手軸心Ｘ−Ｘを所定の方向に沿って延伸させて有する本体を有しており、該本体がクランク・アーム（３０、４０）との結合のための端部（３、４）を有している自転車のボトム・ブラケット・アセンブリのためのシャフト（２）であって、
    シャフトの前記端部（３、４）が、前記長手軸心Ｘ−Ｘと平行に延びる結合要素によって形成される結合用外形（４００）を有していることを特徴とするシャフト（２）。
36. 自転車のボトム・ブラケット・アセンブリのシャフト（２）との結合のための孔（４３）を有する本体を有しており、前記結合孔（４３）が所定の方向に沿って延びる長手軸心Ｘ−Ｘを有している自転車のクランク・アーム（３０、４０）であって、
    前記結合孔（４３）が、前記長手軸心Ｘ−Ｘと平行に延びる結合要素によって形成される結合用外形（４００）を有していることを特徴とする自転車のクランク・アーム。
37. 長手軸心Ｘ−Ｘを所定の方向に沿って延伸させて有する第１の本体を有しており、該第１の本体が第１の素材層を有している自転車のボトム・ブラケット・アセンブリのためのシャフト（２）であって、
    前記第１の素材層と別個でありかつ前記第１の素材層を覆っている少なくとも１つの第２の素材層を有していることを特徴とするシャフト。
38. 請求項３７において、前記第１および少なくとも１つの第２の素材層が、同じ材料から作られているシャフト（２）。
39. 請求項３７または３８において、前記第１の本体が実質的に円筒形であり、前記少なくとも１つの第２の素材層が、前記第１の本体の外側に同軸に配置された少なくとも１つの第２の実質的に円筒形の本体を形成しているシャフト（２）。
40. 自転車のボトム・ブラケット・アセンブリ（１）であって、
    長手軸心Ｘ−Ｘを所定の方向に沿って延伸させて有しているシャフト（２）と、
    前記シャフトの端部（３、４）が挿入された少なくとも１つの軸受（３１、４１）と、
    前記少なくとも１つの軸受（３１、４１）に結合され、自転車のフレームにある当該ボトム・ブラケット・アセンブリのハウジングボックス（１０）に組み合わせられるように構成されているアダプタ（１３２、１４２）と、
    前記少なくとも１つの軸受（３１、４１）を外部の環境から保護するように構成され、前記アダプタ（１３２、１４２）と前記シャフト（２）との間で機能するように配置される第１のガスケット（２６０）と、
    を有しており、
    さらに、前記少なくとも１つの軸受（３１、４１）をハウジングボックス（１０）の内側から保護するように構成され、前記アダプタ（１３２、１４２）と前記シャフト（２）との間で機能するように配置される第２のガスケット（２７０）を有していることを特徴とするボトム・ブラケット・アセンブリ。
41. 請求項４０において、前記第１および第２のガスケット（２６０、２７０）が、前記少なくとも１つの軸受（３１、４１）に対して両側に配置されているボトム・ブラケット・アセンブリ（１）。
42. 請求項４０または４１において、前記第１のガスケット（２６０）が、弾性材料から作られた第１の環状の部材（２６４）に組み合わせられた第１の剛性のリング（２６２）を有しているボトム・ブラケット・アセンブリ（１）。
43. 請求項４２において、前記第１の環状の部材（２６４）が、前記アダプタ（１３２）の直径よりもわずかに小さい直径を有する半径方向外側の自由端、および前記シャフト（２）に接する半径方向内側の自由端を有しているボトム・ブラケット・アセンブリ（１）。
44. 請求項４３において、前記第１の環状の部材（２６４）の前記半径方向内側の自由端が、前記シャフト（２）に形成された環状の座（２６５）に収容されているボトム・ブラケット・アセンブリ（１）。
45. 請求項４０〜４４の何れか一項において、前記第１の環状の部材（２６４）が、クランク・アームの前壁に当接して協働するように構成された環状の突起を有しているボトム・ブラケット・アセンブリ（１）。
46. 請求項４４または４５において、前記第１の環状の部材（２６４）が、前記第１の剛性のリング（２６２）の上に位置するフィン（２６６）を前記半径方向外側の自由端に有するとともに、縁部（２６８）を前記半径方向内側の自由端に有しており、前記第１の剛性のリング（２６２）が、前記縁部（２６８）によって支持されているボトム・ブラケット・アセンブリ（１）。
47. 請求項４０〜４６の何れか一項において、前記第２のガスケット（２７０）が、弾性材料から作られた第２の環状の部材（２７４）に組み合わせられた第２の剛性のリング（２７２）を有しているボトム・ブラケット・アセンブリ（１）。
48. 請求項４７において、前記第２の環状の部材（２７４）が、前記アダプタ（１３２）に接する半径方向外側の自由端、および前記シャフト（２）の直径よりもわずかに大きい直径を有する半径方向内側の自由端を有しているボトム・ブラケット・アセンブリ（１）。
49. 請求項４８において、前記第２の環状の部材（２７４）の半径方向外側の自由端が、前記アダプタ（１３２）に形成された環状の座（２７６）に収容されているボトム・ブラケット・アセンブリ（１）。
50. 請求項４７〜４９の何れか一項において、前記第２の環状の部材（２７４）が、前記第２の環状の部材（２７４）の半径方向外側の自由端に、前記第２の剛性のリング（２７２）を少なくとも部分的に覆うシースを有しているボトム・ブラケット・アセンブリ（１）。

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